李成超教授EES：锌负极材料和结构设计对高性能水性锌离子电池的挑战- 大数跨境

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李成超教授EES：锌负极材料和结构设计对高性能水性锌离子电池的挑战

科学材料站

2020-10-04

导读：本文详细总结了基于先进的材料和结构设计来抑制锌枝晶和锌负极副反应的一般策略的最新进展，包括平面锌电极表面层的改性，锌块状电极的内部结构优化，电解质的改性多功能分离器的建造。讨论了各种功能材料，结构和电

文章信息

锌负极材料和结构设计对高性能水性锌离子电池的挑战

第一作者：Wencheng Du

通讯作者：李成超*

单位：广东工业大学

研究背景

可充电电池对当今人们的生活至关重要，因为它们不仅为人们的工作和生活提供了便捷的服务，而且随着它们逐渐替代可能对环境造成严重污染的传统化石燃料，它们还创造了一个更加绿色的世界。在过去30年中，长寿命的锂离子电池主导了二次电池的应用。如今，锂离子电池芯面临各种问题。除了迫切需要更大的能量密度的锂离子电池，锂离子电池还面临两个致命问题。可能的安全性问题限制了它在大规模储能环境中的使用。

另一个问题是，由于地球上对锂的需求不断增加，锂供应严重短缺。锂资源不足的问题将不可避免地减少其在锂离子电池中的长期使用。因此，有必要寻找一种基于更安全的电池系统和地球上丰度更高的其他金属基电极材料的新电池技术。为了创造一个更好的储能世界，研究人员致力于研究其他基于金属的电池，同时采用安全的水性电解质代替有机电解质。

迄今为止，已经开发了许多可充电含水金属离子电池，并且将来可能成为主要的能源系统。在这些新型金属离子电池（包括钠，钾，铝，钙和锌）中，水性锌离子电池（ZIB）受到了广泛的关注，并被认为是未来大型储能系统最有希望的候选者。

文章简介

近日，广东工业大学李成超教授等合作。在国际顶级期刊Energy & Environmental Science (影响因子：33.25) 上发表题为“Challenges in Material and Structure Design of Zinc Anode toward High-Performance Aqueous Zinc-Ion Batteries”的研究工作。

本文详细总结了基于先进的材料和结构设计来抑制锌枝晶和锌负极副反应的一般策略的最新进展，包括平面锌电极表面层的改性，锌块状电极的内部结构优化，电解质的改性多功能分离器的建造。讨论了各种功能材料，结构和电池效率。最后，在功能性锌负极的生产中确定了水性锌离子电池的挑战。