水系锌离子电池电解液添加剂的研究进展

摘要

全球清洁能源发展正面临严峻挑战，水系锌离子电池（Aqueous zinc-ion batteries,AZIBs）因锌资源储量丰富、成本低廉、安全性高及环境友好等优势，逐渐引起研究者的广泛关注，被认为是锂离子电池的重要潜在替代技术.本文在系统梳理AZIBs的结构组成与工作原理的基础上，分析了其当前发展过程中面临的主要问题与挑战，主要包括正极材料容量受限、锌负极循环稳定性不足及副反应严重、电解液电化学稳定窗口较窄等关键瓶颈.在现有提升AZIBs性能的多种策略中，电解液添加剂改性因其操作简便、成本可控且工程实用性强而受到广泛关注.本文围绕AZIBs电解液添加剂的研究进展开展系统综述，对三类具有代表性的电解液添加剂进行了系统梳理与归纳，重点阐明了其在改善电极–电解液界面相容性、拓宽电解液稳定窗口、抑制锌枝晶生长与副反应以及提升电池循环寿命和倍率性能等方面的关键作用，并在此基础上明确提出了AZIBs电解液添加剂未来的发展方向.本文的研究工作有助于推动AZIBs复合电解液的创新设计，为水系锌离子电池体系的优化与性能提升提供了重要的技术参考，对于加快高性能水系锌离子电池的研发具有重要的学术价值和现实意义.

关键词

水系锌离子电池 / 电解液添加剂 / 枝晶抑制 / 电化学性能 / 循环稳定性

基金资助

福建省高校中青年骨干教师赴海外（境外）研学深造资助项目