水系可充锌电池的发展及挑战

发布时间：2023-04-16 21:35

　　能源的高效利用和可再生能源的发展迫切需要开发高安全、低成本、长寿命大规模储能新技术.该技术的突破将对未来能源结构调整以及智能电网建设具有极其重要的战略影响.综合安全、成本、环保等因素,水系可充锌电池将成为下一代安全储能系统重要备选.本文综述了水系可充锌电池的研究进展,对该体系面临的问题及解决方案进行了讨论及总结,并提出了未来的研究发展方向.开发固态/凝胶电解质有望解决水系可充锌电池面临的如电极材料溶解、锌负极枝晶生长、钝化、腐蚀以及副反应等一系列问题.此外,开发兼具高电压和高容量的正极材料、对锌负极进行改性优化也是高性能水系可充锌电池进一步发展的方向.

【文章页数】：35 页

【文章目录】：
1 正极材料
    1.1 正极材料的种类
        1.1.1 锰基正极材料
        1.1.2 普鲁士蓝及其类似物
        1.1.3 钒基化合物
        1.1.4 聚阴离子化合物
        1.1.5 有机化合物
        1.1.6 高电压正极材料
        1.1.7 其他正极材料
    1.2 正极的储能机制
        1.2.1 Zn2+嵌入/脱出机制
        1.2.2 转化反应机制
        1.2.3 共嵌入/脱出机制
        1.2.4 溶解/沉积机制
        1.2.5 混合离子储能机制
        1.2.6 其他储能机制
    1.3 正极材料存在的问题
        1.3.1 正极材料的溶解
        1.3.2 Zn2+与主体结构之间的静电作用
        1.3.3 副产物
    1.4 正极材料改性策略
        1.4.1 预嵌客体
        1.4.2 纳米结构调控
        1.4.3 复合材料
        1.4.4 缺陷控制
        1.4.5 原位电化学法
2 锌负极
    2.1 锌金属负极存在的问题
        2.1.1 锌枝晶
        2.1.2 腐蚀与钝化
        2.1.3 析氢
    2.2 锌负极改性策略
        2.2.1 界面修饰
        2.2.2 结构优化
        2.2.3 锌合金化
3 电解质优化
    3.1 电解液成分优化
        3.1.1 锌盐的选择
        3.1.2 添加剂的应用
        3.1.3 溶剂优化
    3.2 电解液浓度调控
    3.3 电解液去耦合策略
    3.4 凝胶电解质
    3.5 全固态电解质
4 总结和展望
    4.1 正极
    4.2 负极
    4.3 电解质
补充材料
参考文献



本文编号：3791921