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      可充電鋅離子電池電解質(zhì)的研究進展

      2022-07-07 06:39:48裴英偉王星輝
      儲能科學(xué)與技術(shù) 2022年7期
      關(guān)鍵詞:全固態(tài)水溶液負極

      鋰離子電池自問世以來,由于具有較高的能量密度、優(yōu)異的循環(huán)性能、較好的多場景兼容特性,一直占據(jù)著消費電子產(chǎn)品市場的主導(dǎo)地位

      。然而,成本較高、有毒物質(zhì)泄漏、有燃燒爆炸的潛在可能等嚴重問題在鋰離子電池的發(fā)展中逐漸暴露,并飽受詬病

      。因此,開發(fā)高效可用的替代產(chǎn)品是人們所期待的。鋅離子電池由于其較高的理論比容量(Zn

      Li,820 mAh/g

      3860 mAh/g),優(yōu)異的循環(huán)性能和極高的安全性受到了充分的關(guān)注。另外,鋅離子電池的成本較低,地殼儲量豐富(約為鋰的300 倍),制備工藝簡單,具有大規(guī)模制備的潛在優(yōu)勢

      。

      1 鋅離子電池的一般原理

      最早的鋅離子電池可追溯到1986 年,由傳統(tǒng)的堿性鋅錳電池演變而來。通過用硫酸鋅電解質(zhì)代替堿性電解質(zhì),第一次研究了鋅離子電池,然而當(dāng)時并不清楚其機理

      。直到2011年,通過使用硫酸鋅或硝酸鋅電解質(zhì)組裝了可充電的二次電池并研究了其充電機理,鋅離子電池的概念于是被提出

      。傳統(tǒng)的堿性鋅錳電池由于使用pH較高的KOH溶液作為電解質(zhì),電池往往存在負極枝晶和電化學(xué)惰性的ZnO/Zn(OH)

      形成的問題,因而循環(huán)壽命有限,被認為是“一次電池”

      。與堿性鋅錳電池不同,鋅離子電池的能量存儲依賴于離子在正負極之間的遷移,是一種“搖椅電池”。

      SPT可發(fā)生于胰腺任何部位,以胰體和胰尾部多見,極少有淋巴結(jié)、肝臟、腹膜轉(zhuǎn)移[7]。本組病例以胰頭及胰體部最為多見。Wang等[8]報道腫瘤平均最大徑為59 mm,本組為59 mm;Raman等[3]報道,CT及MRI檢查顯示腫瘤外生部分超出腫瘤邊界50%者分別占60%、44%,本組分別占70%、66.7%,可能與腫瘤體積較大有關(guān)。

      一般地,鋅離子電池由可進行鋅離子脫嵌的正極(如MnO

      )、可逆電鍍/剝離的金屬鋅負極、含有鋅離子的電解質(zhì)和中間的隔膜(可選)組成(圖1)。整個電池的反應(yīng)原理如下(以α-MnO

      為例):

      事實上,鋅離子電池的儲能機制尚存爭議。除此之外,通過在電解質(zhì)中添加硫酸錳添加劑,大幅提高了鋅離子電池的容量保持和倍率性能,同時提出了一種化學(xué)轉(zhuǎn)化反應(yīng)機制

      。另外,使用添加硫酸錳的硫酸鋅電解質(zhì),發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子優(yōu)先于鋅離子發(fā)生嵌入/脫離的現(xiàn)象,并提出了質(zhì)子和鋅離子的共嵌入機制

      。到目前為止,已被研究的鋅離子電池正極材料有錳基氧化物(如MnO

      、ZnMn

      O

      )、釩基氧化物(如V

      O

      )、普魯士藍類似物

      (化學(xué)式XFe(CN)

      ,具有開放骨架結(jié)構(gòu)的過渡金屬六氰鐵酸鹽)等。其中,錳基正極成本較低,具有較高的比容量和能量密度,然而錳的溶解導(dǎo)致含錳正極的穩(wěn)定性較差。釩基材料具有較高的放電容量和優(yōu)越的循環(huán)性能,然而釩基正極的工作電壓往往較低且釩化合物有毒。普魯士藍類似物具有穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)和較高的工作電壓,然而較低的放電容量不利于其在鋅離子電池中的應(yīng)用。

      另外,金屬鋅的價格較低,具有較高的理論比容量,因而在鋅離子電池的研發(fā)中被廣泛使用。然而,由于鋅與水溶液較差的相容性,枝晶生長、腐蝕等問題阻礙了金屬鋅負極的進一步發(fā)展?;赯n

      插層作用的非金屬負極也被用于鋅離子電池的研究

      。雖然這些負極的使用在本質(zhì)上避免了鋅枝晶的生成,然而水溶液有限的電化學(xué)穩(wěn)定電勢窗和已有正極的Zn

      嵌入電位決定了使用這種負極的鋅離子電池具有有限的可用電壓區(qū)間。同時,這些負極往往具有較低的能量密度和較差的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性,因而鋅離子電池負極的研究仍然以金屬鋅負極為主要方向。

      電解質(zhì)的理化性質(zhì)與鋅離子電池電化學(xué)性能的發(fā)揮有著重要的關(guān)系。對鋅離子電池電解質(zhì)進行探究不僅有利于保證電解質(zhì)自身的穩(wěn)定運行,也可進一步提升正負極電化學(xué)性能,從而協(xié)同增強鋅離子電池電化學(xué)性能的釋放。另外,對電解質(zhì)進行探究還有利于進一步拓展鋅離子電池在不同領(lǐng)域的應(yīng)用。已被開發(fā)的鋅離子電池電解質(zhì)包括水溶液電解質(zhì)、有機溶液電解質(zhì)、凝膠電解質(zhì)和全固態(tài)電解質(zhì)等。

      2.政策的適時調(diào)整。適合的政策是經(jīng)濟社會發(fā)展的驅(qū)動力。但是,多數(shù)政策具有時效性的特點,如果超越一定的時空范圍就不能發(fā)揮作用,就應(yīng)當(dāng)調(diào)整和變革??谷諔?zhàn)爭時期,國難當(dāng)前,國共兩黨建立了抗日民族統(tǒng)一戰(zhàn)線,過去的許多政策不適應(yīng)新的形勢。毛澤東指出,“過去十年土地革命時期的許多政策,現(xiàn)在不應(yīng)當(dāng)再簡單地引用”[1]762,尤其是在土地革命后期的許多過“左”的政策,如在經(jīng)濟上消滅資產(chǎn)階級(過“左”的勞動政策)和富農(nóng)(分壞田),打擊知識分子等政策,“不但在今天抗日時期,一概不能采用,就是在過去也是錯誤的”[1]762。

      2 水溶液電解質(zhì)

      通過在乙腈中溶解Zn(TFSI)

      作為電解質(zhì),并以納米結(jié)構(gòu)的雙層水合V

      O

      作為正極,報道了一種可充電的有機鋅離子電池。得益于雙層水合V

      O

      正極在電解質(zhì)中的高穩(wěn)定性和對鋅離子的優(yōu)良插層作用,這種有機鋅離子電池可在高達20 C 的倍率下提供144 Wh/kg的能量密度。雖然仍低于目前先進的鋰離子電池(高于200 Wh/kg),但是這樣的性能足以令人興奮

      。最近,以磷酸三甲酯作為溶劑開發(fā)了一種磷酸三甲酯-碳酸二甲酯-Zn(OTf)

      有機電解質(zhì)。相關(guān)的Zn/VS

      電池具有超過5000 小時的超長循環(huán)壽命和94.38%的容量保持,這為有機溶液鋅離子電池的設(shè)計提供了一種策略

      。此外,使用DMF-ZnTFMS電解質(zhì)的Zn/PQ-MCT有機正極電池具有超過20000次的超長壽命,并且具有優(yōu)異的倍率性能。有趣的是,這種鋅離子電池可以在-70~150 ℃的寬溫度范圍內(nèi)工作,這幾乎是當(dāng)前電池的2倍

      。

      作為一種常見的無機鋅鹽,ZnSO

      在水中具有較高的溶解度,并且其水溶液具有較寬的電化學(xué)穩(wěn)定電勢窗,因而ZnSO

      的水溶液成為鋅離子電池出色的電解質(zhì)

      。與之相比,盡管Zn(CH

      COO)

      溶液在鋅離子電池中的電化學(xué)性能不佳,但已被用于釩基材料的開發(fā)和研究當(dāng)中

      。此外,有機鋅鹽Zn(CF

      SO

      )

      由于具有較大的陰離子基團[圖2(a)],可有效抑制Zn

      溶劑化殼層的形成,具有更高的反應(yīng)動力學(xué)和鋅負極電鍍/剝離效率

      。同樣的結(jié)論在另一種有機鋅鹽Zn(TFSI)

      的使用中也得到了證實

      。然而這兩種鋅鹽卻價格較高,不利于鋅離子電池的大規(guī)模應(yīng)用。

      盡管使用溫和的水溶液電解質(zhì)可使鋅離子電池具有較高的可充電能力,但是由電解質(zhì)惡化導(dǎo)致的電化學(xué)性能下降卻嚴重阻礙鋅離子電池的發(fā)展。由于溶液中存在大量的水分子,Zn

      可以形成水分子包覆的Zn

      -6H

      O,在循環(huán)過程中,電解質(zhì)會形成一系列電化學(xué)惰性的副產(chǎn)物,從而導(dǎo)致較低的性能。為了使這種問題得到解決,高濃度的“鹽包水”電解質(zhì)被用于鋅離子電池。在20 mol/kg LiTFSI+1 mol/kg Zn(TFSI)

      電解質(zhì)中,Zn

      與大量的陰離子基團形成另一種獨特的溶劑化殼層結(jié)構(gòu),從而緩解了電解質(zhì)的惡化。同時,由于減少了循環(huán)過程中游離水的參與,鋅負極的析氫腐蝕得以被有效抑制

      。進一步,在21 mol/L LiTFSI+1 mol/L Zn(CF

      SO

      )

      的電解質(zhì)中還證實,由于鋰離子與氧原子的強庫侖鍵合,水的析氧反應(yīng)也得到了抑制

      。通常,ZnCl

      在水中具有極高的溶解度。雖然較低濃度的ZnCl

      水溶液具有較窄的電化學(xué)穩(wěn)定電勢窗[圖2(b)],但是高濃度的ZnCl

      卻具有獨特的性質(zhì)

      。在濃度較高時ZnCl

      表現(xiàn)為熔融態(tài),其中Zn

      與Cl

      大量成鍵。使用高濃度的ZnCl

      作為鋅離子電池的電解質(zhì)可以有效減少與水相關(guān)的副反應(yīng),實現(xiàn)金屬負極的無枝晶沉積

      。

      ● 將甲胎蛋白值、絨毛膜促性腺激素值以及孕婦的年齡、體重、懷孕周數(shù)輸入電腦,由電腦算出胎兒出現(xiàn)唐氏征的危險性.唐氏篩查的結(jié)果我國普遍使用的是1:250,如果后面的數(shù)值大于250則認為是低風(fēng)險,如果小于250則認為是高風(fēng)險,表示患病的危險性較高,應(yīng)進一步做羊膜穿刺檢查或絨毛檢查。

      農(nóng)田灌溉人員在灌溉過程中忽視了節(jié)約水資源的重要性,即使采用較好的設(shè)備,很多灌溉人員也不能將設(shè)備的自身效果發(fā)揮到最大化,難以達到節(jié)約灌溉的效果,嚴重者還會適得其反造成嚴重的水資源浪費[3]。

      雖然水溶液電解質(zhì)制備簡單,具有廣闊的開發(fā)前景,然而相關(guān)的水系鋅離子電池往往具有較低的工作電壓。傳統(tǒng)的鋰離子電池使用有機溶液作為電解質(zhì),展示了較高的電化學(xué)穩(wěn)定電勢窗。為了提高鋅離子電池的能量密度,有機溶液電解質(zhì)被用于鋅離子電池的設(shè)計中。

      除了高濃度的電解質(zhì),添加劑也被用于電解質(zhì)的“去溶劑化”中

      。通過加入50%體積的甲醇反溶劑,水的活度有效降低。并且由于改變了鋅的沉積取向,鋅負極的可逆性大大提高

      。另外,葡萄糖可取代Zn

      周圍的一個水分子。由于比水與鋅負極具有更高的親和力,少量葡萄糖的加入可以促進鋅離子在電極界面的均勻沉積

      。值得注意的是,使用有機添加劑的電解質(zhì)在較大的電流下往往表現(xiàn)出較高的過電位。

      此外,使用離子添加劑可有效提升電極穩(wěn)定性。在使用MnO

      正極的鋅離子電池中,由于質(zhì)子嵌入后的“歧化反應(yīng)”,正極材料遭受較為嚴重的質(zhì)量損失。根據(jù)“同離子效應(yīng)”,在ZnSO

      水溶液中加入MnSO

      ,電解質(zhì)中的Mn

      可改變原有的溶解平衡,從而抑制MnO

      的溶解。使用這種電解質(zhì)的鋅離子電池具有優(yōu)異的容量保持,其容量衰減率僅為0.007%

      。同樣的效果在Zn(CF

      SO

      )

      水溶液中也被觀察到

      。此外,在使用含鈉正極NaV

      O

      ·1.5H

      O(NVO)的鋅離子電池中加入Na

      ,以此抑制正極的溶解。有趣的是,添加的Na

      不僅可以提高正極的循環(huán)穩(wěn)定性,還對負極的枝晶生長起到抑制作用[圖2(c)]。在充電過程中,具有更低還原電位的Na

      優(yōu)先聚集在金屬鋅枝晶表面,通過同種電荷間的排斥效應(yīng),Zn

      被調(diào)節(jié)在其他部位沉積,從而限制了枝晶的生長。使用這種具有雙重調(diào)節(jié)效果電解質(zhì)的鋅離子電池具有優(yōu)異的循環(huán)性能,在1 A/g 的電流密度下循環(huán)100次仍具有221 mAh/g的高比容量

      。

      3 有機溶液電解質(zhì)

      第三階段:差距持續(xù)階段.自1997年至今,世界甘薯出口貿(mào)易總量穩(wěn)步提升,由1996年的1 864.5萬美元提升至2017年的5.26億美元,增長近30倍.但中國甘薯出口貿(mào)易額持續(xù)低迷,2015年中國甘薯出口貿(mào)易額占世界比重曾一度跌破3%.近年來中國甘薯出口貿(mào)易額占比才有所好轉(zhuǎn),但仍然只有10%左右,如圖2所示.

      使用水溶液作為鋅離子電池的電解質(zhì),可實現(xiàn)較低的成本、較高的安全性能。同時,由于水溶液具有較好的導(dǎo)電性,因而兼具離子電導(dǎo)率高的優(yōu)勢,所以得到了廣泛的研究

      。

      將水溶性的聚合物分散于水溶液中,聚合物鏈段與水分子之間形成的氫鍵將大大增加整體的黏度,降低流動性,由此獲得無交聯(lián)凝膠電解質(zhì)

      。由羧甲基纖維素鈉(CMC)開發(fā)的凝膠電解質(zhì)具有可直接涂在電極上的高黏附性?;赯nSO

      /CMC凝膠電解質(zhì)設(shè)計的同軸纖維電池[圖3(a)]具有100.2 mAh/cm

      的高容量和195.4 mWh/cm

      的能量密度,并且具有優(yōu)異的柔韌性,在彎曲3000 次后仍能保持初始容量的93.2%

      。作為常用低成本鋅鹽的ZnSO

      雖然在本例中被用于凝膠電解質(zhì)(約0.44 mol/L),然而根據(jù)霍夫梅斯特序列,SO

      離子對大分子聚合物具有很強的溶出效應(yīng)。因而高濃度的ZnSO

      凝膠電解質(zhì)往往難以實現(xiàn)。由于其獨特的分子結(jié)構(gòu),黃原膠作為一種陰離子聚合物可實現(xiàn)對鹽的高耐受性。使用黃原膠可制備包含2 mol/L ZnSO

      和0.1 mol/L MnSO

      的凝膠電解質(zhì),基于這種電解質(zhì)設(shè)計的柔性鋅離子電池在彎曲100次后容量保持率可達95%

      。除此之外,聚乙烯醇(PVA)

      、瓜爾膠

      、卡拉膠

      等也已被成功開發(fā)為鋅離子電池凝膠電解質(zhì)。

      無交聯(lián)的凝膠電解質(zhì)往往具有一定的流動性,因而柔性電池仍然需要裝備隔膜以避免外力作用下的電極短路。通過簡單的熱處理使聚合物分子內(nèi)鏈段間形成氫鍵,聚合物骨架可以具有更強的力學(xué)性能,由此獲得的物理交聯(lián)水凝膠電解質(zhì)可以維持較為穩(wěn)定的形態(tài)。同時,由于仍然保持了足夠多的水,物理交聯(lián)水凝膠電解質(zhì)可具有較高的離子電導(dǎo)率。明膠水凝膠電解質(zhì)在40 ℃以下即可獲得。有趣的是,交聯(lián)后的電解質(zhì)在溫度超過40 ℃后會具有流動性,然而當(dāng)繼續(xù)冷卻回室溫時又會凝膠化

      。得益于這一特性,電解質(zhì)和電極之間可以形成緊密的接觸。基于明膠/ZnSO

      電解質(zhì)設(shè)計的柔性軟包Zn/NVO 電池[圖3(b)]具有優(yōu)異的柔韌性和穩(wěn)定的電化學(xué)性能,比容量可達288 mAh/g

      。

      基于有機溶液較寬的電化學(xué)穩(wěn)定電勢窗和水溶液較高的離子電導(dǎo)率,使用水/有機混合溶液電解質(zhì)可產(chǎn)生協(xié)同作用。通過混合磷酸三乙酯(TEP)和水作為溶劑,在0.5 mol/L Zn(CF

      SO

      )

      -TEP∶H

      O(7∶3)電解質(zhì)中可實現(xiàn)3000 h以上的穩(wěn)定鋅電鍍/剝離。使用這種電解質(zhì)的Zn/KCuHCf 電池具有優(yōu)秀的循環(huán)性能,在1000 次循環(huán)后容量保持率為74%

      。

      4 凝膠電解質(zhì)

      通過聚合反應(yīng)使分子鏈不同基團間形成更穩(wěn)定、強度更高的共價鍵,水凝膠電解質(zhì)的力學(xué)性能可以大幅提高,與之對應(yīng)的化學(xué)交聯(lián)水凝膠電解質(zhì)極具開發(fā)前景。利用自由基聚合制備了一種聚丙烯酰胺(PAM)水凝膠電解質(zhì),交聯(lián)形成的聚合物網(wǎng)絡(luò)中存在大量孔洞,可以促進水的存儲和Zn

      在電解質(zhì)中遷移[圖3(c)]。在含2 mol/L ZnSO

      和0.1 mol/L MnSO

      的PAM水凝膠電解質(zhì)中,離子電導(dǎo)率可達17.3 mS/cm。即便是在300%的拉伸應(yīng)變下,離子電導(dǎo)率仍保持在16.5 mS/cm?;谶@種電解質(zhì)設(shè)計的Zn/MnO

      紗線電池在循環(huán)500次后容量保持率高達98.5%,展現(xiàn)了優(yōu)秀的電化學(xué)性能

      。

      雖然有機溶液電解質(zhì)具有較寬的電化學(xué)穩(wěn)定電勢窗,同時可減少與水有關(guān)的副反應(yīng),提高鋅負極的電鍍/剝離效率,但是有機溶液的高黏度導(dǎo)致了較低的離子電導(dǎo)率(約為水溶液電解質(zhì)的1/100),這將深刻影響鋅離子電池的電化學(xué)性能

      。此外,有機溶液電解質(zhì)通常具有生物毒性,較之水溶液的更高成本,這可能并不符合鋅離子電池研究的初衷,并對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生影響和限制鋅離子電池的大規(guī)模制造。

      (4)庫區(qū)地下水賦存狀態(tài)。經(jīng)尾砂、礦泥取樣試驗和水文觀測證實,尾礦堆積體是一個空隙富水體。不同區(qū)段及不同孔位的尾砂和礦泥的孔隙度(n)、天然含水量(w)和飽和度(Sr)等都不同,但差別不大,而透水性相差較大。尾砂比礦泥滲透系數(shù)大23倍,礦泥滲透系數(shù)約為4.8×10-5 cm/s,可以認為具有相對隔水作用。另外,隨埋深增加尾砂和礦泥的孔隙度和滲透系數(shù)均呈減小趨勢。

      液體電解質(zhì)雖然具有較強的可用性,但是與之對應(yīng)的電池卻存在電解質(zhì)泄漏的風(fēng)險。另外,柔性電子產(chǎn)品對高級柔性電源的需求使得電解質(zhì)必須具備較高的柔性和完整性

      。通過在水溶液中引入聚合物,制備了具有優(yōu)異電化學(xué)性能的凝膠電解質(zhì)。通常,凝膠電解質(zhì)包括無交聯(lián)凝膠電解質(zhì)、物理交聯(lián)水凝膠電解質(zhì)和化學(xué)交聯(lián)水凝膠電解質(zhì)

      。

      5 全固態(tài)電解質(zhì)

      雖然凝膠電解質(zhì)具有較高的柔韌性,可有效避免液態(tài)電解質(zhì)泄漏帶來的潛在危害,但是由于凝膠電解質(zhì)有著與水溶液電解質(zhì)類似的導(dǎo)電機理,水分的蒸發(fā)將嚴重影響凝膠電解質(zhì)的電化學(xué)性能。與凝膠電解質(zhì)不同,全固態(tài)電解質(zhì)具有本質(zhì)上優(yōu)秀的離子導(dǎo)電性。由于沒有水的參與,全固態(tài)電解質(zhì)也可有效地避免與水有關(guān)的副反應(yīng),從而實現(xiàn)高電鍍/剝離效率的金屬鋅負極

      ?;谠痪酆系姆蔷Ь?1,3-二氧戊烷)電解質(zhì)開發(fā)了一種全固態(tài)鋅電池,電池可完全暴露于空氣環(huán)境下穩(wěn)定運行30 天以上而幾乎沒有電化學(xué)性能的下降和質(zhì)量的減少

      。這種電解質(zhì)的離子電導(dǎo)率高達19.6 mS/cm,可實現(xiàn)1800小時的穩(wěn)定鋅電鍍/剝離。

      6 總結(jié)與展望

      本文綜述了可充電鋅離子電池電解質(zhì)的相關(guān)進展(表1),主要包括水溶液電解質(zhì)、有機溶液電解質(zhì)、凝膠電解質(zhì)和全固態(tài)電解質(zhì)四個方面。水溶液電解質(zhì)制備簡單,安全易用,具有優(yōu)秀的離子電導(dǎo)率,水的存在導(dǎo)致的電解質(zhì)惡化和電極腐蝕、損壞問題可通過采用高濃度電解質(zhì)和電解質(zhì)添加劑進行控制,然而水溶液電解質(zhì)具有有限的電化學(xué)穩(wěn)定電勢窗。有機溶液規(guī)避了由水導(dǎo)致的副反應(yīng),可用于拓展電化學(xué)穩(wěn)定電勢窗和提高能量密度,然而其具有潛在毒性和不高的離子電導(dǎo)率,同時仍然具有泄漏的潛在風(fēng)險。凝膠電解質(zhì)不易泄漏,具有較高的柔性和完整性,可用于柔性電子器件。由于具有與水溶液類似的離子傳輸機理,水的含量也是影響其電化學(xué)性能的潛在因素。全固態(tài)電解質(zhì)克服了有液體存在導(dǎo)致的相關(guān)問題,具有本質(zhì)上的離子傳輸能力。

      編者按:新一屆中央政府履新伊始,便拉開了反腐敗的序幕,這是將社會治理與犯罪治理相結(jié)合重要標(biāo)志。腐敗即權(quán)力腐敗,它在很大程度上源于對權(quán)力的濫用,實質(zhì)是將公共權(quán)力異化為私有權(quán)力。權(quán)力腐敗關(guān)乎黨和國家的前途和命運,對國家政治系統(tǒng)的腐蝕、社會風(fēng)氣的毒化乃至社會治安的致畸作用都是深遠的。因此,“把權(quán)力關(guān)進制度的籠子”,不論是在決策者的頂層設(shè)計中,還是在大眾的公民理性中都已成為共識。但如何設(shè)計出“制度之籠”,同時又能“關(guān)得住”權(quán)力,使公共權(quán)力在法治的軌道上良性運行,應(yīng)成為時下反腐敗犯罪研究的重要議題。本期刊登3篇反腐敗制度建設(shè)的研究文章,以饗讀者。

      雖然在可充電鋅離子電池電解質(zhì)方面已有較多的研究和一些總結(jié),但是仍然有許多問題值得引起關(guān)注和探究。考慮到鋅離子電池今后的進一步開發(fā),在此提出以下展望。

      (1)雖然已有多種電解質(zhì)被開發(fā),但是對電解質(zhì)在循環(huán)中的狀態(tài)和變化等仍缺乏足夠的理解。原位技術(shù)的應(yīng)用將進一步揭示電解質(zhì)的反應(yīng)機制,有助于對電解質(zhì)進行更好地調(diào)控。

      (2)電解質(zhì)添加劑對鋅離子電池具有多角度的優(yōu)化功效。因此,應(yīng)充分考慮各種添加劑的作用并進行選擇和用量控制,實現(xiàn)添加劑對鋅離子電池的有效優(yōu)化。

      (3)雖然在凝膠電解質(zhì)方面已進行了較多研究,然而相關(guān)的鋅離子電池仍然具有不高的工作電壓和能量密度。因此,有必要選擇新的聚合物和搭配適合的鋅鹽來開發(fā)更高性能的凝膠電解質(zhì)。

      (4)全固態(tài)電解質(zhì)的研發(fā)正處于起步階段。由于全固態(tài)電解質(zhì)與電極的接觸是點對點的物理接觸,因而在循環(huán)過程中可能導(dǎo)致裂紋和分層。因此,在全固態(tài)電解質(zhì)的研發(fā)中應(yīng)當(dāng)對有效的物理接觸的實現(xiàn)給予足夠的關(guān)注。

      [1] DUNN B, KAMATH H,TARASCON J M. Electrical energy storage for the grid: A battery of choices[J]. Science, 2011, 334(6058):928-935.

      [2] LIAO M, YE L, ZHANG Y, et al. The recent advance in fibershaped energy storage devices[J]. Advanced Electronic Materials,2019,5(1):1800456.

      [3] YU P, ZENG Y X, ZHANG H Z, et al. Flexible Zn-ion batteries:Recent progresses and challenges[J].Small,2019,15(7):1804760.

      [4] YAMAMOTO T, SHOJI T. Rechargeable Zn ∣ZnSO

      ∣MnO

      -type cells[J].Inorganica Chimica Acta,1986,117(2):L27-L28.

      [5] XU C J, LI B H, DU H D, et al. Energetic zinc ion chemistry: The rechargeable zinc ion battery[J].Angewandte Chemie (International Ed in English),2012,51(4):933-935.

      [6] KORDESH K, WEISSENBACHER M. Rechargeable alkaline manganese dioxide/zinc batteries[J]. Journal of Power Sources,1994,51(1/2):61-78.

      [7] PAN H L, SHAO Y Y, YAN P F, et al. Reversible aqueous zinc/manganese oxide energy storage from conversion reactions[J].Nature Energy,2016,1:16039.

      [8] SUN W, WANG F, HOU S, et al. Zn/MnO

      battery chemistry with H

      and Zn

      coinsertion[J]. Journal of the American Chemical Society,2017,139(29):9775-9778.

      [9] ZHANG N, CHENG F Y, LIU Y C, et al. Cation-deficient spinel ZnMn

      O

      cathode in Zn(CF

      SO

      )

      electrolyte for rechargeable aqueous Zn-ion battery[J]. Journal of the American Chemical Society,2016,138(39):12894-12901.

      [10]ZHOU J,SHAN L T,WU Z X,et al.Investigation of V

      O

      as a lowcost rechargeable aqueous zinc ion battery cathode[J]. Chemical Communications(Cambridge,England),2018,54(35):4457-4460.

      [11]ZHANG L Y, CHEN L, ZHOU X F, et al. Towards high-voltage aqueous metal-ion batteries beyond 1.5 V: The zinc/zinc hexacyanoferrate system[J]. Advanced Energy Materials, 2015,5(2):1400930.

      [12]LI W, WANG K L, CHENG S J, et al. An ultrastable presodiated titanium disulfide anode for aqueous "rocking-chair" zinc ion battery[J].Advanced Energy Materials,2019,9(27):1900993.

      [13]YAN L J, ZENG X M, LI Z H, et al. An innovation: Dendrite free quinone paired with ZnMn

      O

      for zinc ion storage[J]. Materials Today Energy,2019,13:323-330.

      [14]SONG M, TAN H, CHAO D L, et al. Recent advances in Zn-ion batteries[J].Advanced Functional Materials,2018,28(41):1802564.

      [15]HUANG J H, GUO Z W, MA Y Y, et al. Recent progress of rechargeable batteries using mild aqueous electrolytes[J]. Small Methods,2019,3(1):1800272.

      [16]LI G L, YANG Z, JIANG Y, et al. Towards polyvalent ion batteries:A zinc-ion battery based on NASICON structured Na

      V

      (PO

      )

      [J].Nano Energy,2016,25:211-217.

      [17]PENG Z, WEI Q L, TAN S S, et al. Novel layered iron vanadate cathode for high-capacity aqueous rechargeable zinc batteries[J].Chemical Communications (Cambridge, England), 2018, 54(32):4041-4044.

      [18]WANG F, BORODIN O, GAO T, et al. Highly reversible zinc metal anode for aqueous batteries[J]. Nature Materials, 2018, 17(6):543-549.

      [19]WAN F, ZHANG Y, ZHANG L L, et al. Reversible oxygen redox chemistry in aqueous zinc-ion batteries[J]. Angewandte Chemie(International Ed in English),2019,58(21):7062-7067.

      [20]JI X L. A perspective of ZnCl

      electrolytes: The physical and electrochemical properties[J].eScience,2021,1(2):99-107.

      [21]ZHANG L, RODRíGUEZ-PéREZ I A, JIANG H, et al. ZnCl

      "water-in-salt" electrolyte transforms the performance of vanadium oxide as a Zn battery cathode[J].Advanced Functional Materials,2019,29(30):1902653.

      [22]王心怡, 李維杰, 韓朝, 等. 水系鋅離子電池金屬負極的挑戰(zhàn)與優(yōu)化策略[J].儲能科學(xué)與技術(shù),2022,11(4):1211-1225.WANG X Y, LI W J, HAN C, et al. Challenges and optimization strategies of the anode of aqueous zinc-ion battery[J]. Energy Storage Science and Technology,2022,11(4):1211-1225.

      [23]HAO J N, YUAN L B, YE C, et al. Boosting zinc electrode reversibility in aqueous electrolytes by using low-cost antisolvents[J].Angewandte Chemie (International Ed in English), 2021, 60(13):7366-7375.

      [24]SUN P, MA L, ZHOU W H, et al. Simultaneous regulation on solvation shell and electrode interface for dendrite-free Zn ion batteries achieved by a low-cost glucose additive[J].Angewandte Chemie(International Ed in English),2021,60(33):18247-18255.

      [25]ZHANG N, CHENG F Y, LIU J X, et al. Rechargeable aqueous zinc-manganese dioxide batteries with high energy and power densities[J].Nature Communications,2017,8:405.

      [26]WAN F, ZHANG L L, DAI X, et al. Aqueous rechargeable zinc/sodium vanadate batteries with enhanced performance from simultaneous insertion of dual carriers[J]. Nature Communications,2018,9:1656.

      [27]SENGUTTUVAN P, HAN S D, KIM S, et al. A high power rechargeable nonaqueous multivalent Zn/V

      O

      battery[J].Advanced Energy Materials,2016,6(24):1600826.

      [28]NAVEED A, YANG H J, SHAO Y Y, et al. A highly reversible Zn anode with intrinsically safe organic electrolyte for long-cycle-life batteries[J]. Advanced Materials (Deerfield Beach, Fla), 2019,31(36):e1900668.

      [29]WANG N, DONG X L, WANG B L, et al. Zinc-organic battery with a wide operation-temperature window from -70 to 150 ℃[J].Angewandte Chemie (International Ed in English), 2020, 59(34):14577-14583.

      [30]KUNDU D P, ADAMS B D, DUFFORT V, et al. A high-capacity and long-life aqueous rechargeable zinc battery using a metal oxide intercalation cathode[J].Nature Energy,2016,1:16119.

      [31]NAVEED A, YANG H J, YANG J, et al. Highly reversible and rechargeable safe Zn batteries based on a triethyl phosphate electrolyte[J]. Angewandte Chemie (International Ed in English),2019,58(9):2760-2764.

      [32]HUANG S, ZHU J C, TIAN J L, et al. Recent progress in the electrolytes of aqueous zinc-ion batteries[J]. Chemistry (Weinheim an Der Bergstrasse,Germany),2019,25(64):14480-14494.

      [33]SUN T L, KUROKAWA T, KURODA S, et al. Physical hydrogels composed of polyampholytes demonstrate high toughness and viscoelasticity[J].Nature Materials,2013,12(10):932-937.

      [34]ZHANG Q C, LI C W, LI Q L, et al. Flexible and high-voltage coaxial-fiber aqueous rechargeable zinc-ion battery[J]. Nano Letters,2019,19(6):4035-4042.

      [35]ZHANG S L, YU N S, ZENG S, et al.An adaptive and stable bioelectrolyte for rechargeable Zn-ion batteries[J]. Journal of Materials Chemistry A,2018,6(26):12237-12243.

      [36]ZENG Y, ZHANG X, MENG Y, et al. Achieving ultrahigh energy density and long durability in a flexible rechargeable quasi-solidstate Zn-MnO

      battery[J]. Advanced Materials (Deerfield Beach,Fla),2017,29(26):2017Jul;29(26).

      [37]HUANG Yuan, ZHANG Jiyan, LIU Jiuwei, et al. Flexible and stable quasi-solid-state zinc ion battery with conductive guar gum electrolyte[J].Materials Today Energy,2019,14:100349.

      [38]HUANG Yuan, LIU Jiuwei, ZHANG Jiyan, et al. Flexible quasisolid-state zinc ion batteries enabled by highly conductive carrageenan bio-polymer electrolyte[J]. RSC Advances, 2019, 9:16313-9.

      [39]MCEVOY H, ROSS-MURPHY S B, CLARK A H. Large deformation and ultimate properties of biopolymer gels: 1. Single biopolymer component systems[J].Polymer,1985,26:1483-92.

      [40]LI Hongfei, LIU Zhuoxin, LIANG Guojin, et al. Waterproof and tailorable elastic rechargeable yarn zinc ion batteries by a crosslinked polyacrylamide electrolyte[J].ACS Nano,2018,12:3140-8.

      [41]YANG Qi, LI Qing, LIU Zhuoxin, et al. Dendrites in Zn-based batteries[J].Advanced Materials,2020,32:2001854.

      [42]MA Longtao, CHEN Shengmei, LI Xinliang, et al. Liquid-free allsolid-state zinc batteries and encapsulation-free flexible batteries enabled by in situ constructed polymer electrolyte[J]. Angewandte Chemie International Edition,2020,59:23836-44.

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