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作者：胡倚嘉;卢超;
单位：成都大学机械工程学院;
摘要：水系锌离子电池(AZIBs)因其高比容量、卓越安全性和经济优势成为极具发展潜力的新一代电化学储能装置，但是Zn SO_4电解液体系存在电压窗口较窄、离子传输性欠佳、高水活性易诱发锌负极腐蚀钝化及锌枝晶生长等问题，极大阻碍了AZIBs的性能提升及工业化应用。诸多学者采用在ZnSO_4电解液中引入添加剂的方式进行改性。在电解液中引入有机添加剂(壳聚糖、D-木糖、四氢糠醇等)，是通过构建动态界面保护层、重构溶剂化结构、抑制副反应等机制，有效提升电池循环寿命与离子传输性能，部分改性电池循环次数可达数千小时;在电解液中引入无机添加剂(硫酸氧钒、三磷酸五钾、氯化铕等)，是借助离子协同效应、诱导晶体取向生长及原位形成致密SEI层，实现了锌的均匀沉积与电极保护，显著改善了电池的容量与倍率特性;在电解液中引入离子添加剂(十六烷基三甲基硫酸氢铵、碳酸氢铵、水杨酸铵等)，是通过静电屏蔽、pH缓冲、优化界面电荷分布等作用，高效抑制锌枝晶生长与析氢反应，拓宽电解液电化学窗口;在电解液中引入聚合物添加剂(聚丙烯酸、聚乙烯亚胺、碳化聚合物等)，是通过选择性吸附、调节界面电场、降低去溶剂化势垒等方式，优化电极/电解液界面环境，大幅提升电池的循环稳定性与可逆性。在电解液中引入添加剂的方式针对性地解决了ZnSO_4电解液的部分关键问题，但仍然存在各类添加剂作用机制尚未完全明确，单一添加剂难以同时破解电解液所有缺陷等问题，且AZIBs的长期循环稳定性、规模化应用适应性等仍需进一步验证;未来，还需从开发多功能型添加剂(锌沉积调控、双界面钝化、溶剂化结构重构)、复合型添加剂(多组分杂化协同、成分/浓度优化)等方面进行深入研究，来提升AZIBs的性能及推进其工业化应用。
关键词：水系锌离子电池(AZIBs);;电压窗口窄;;离子传输性差;;锌负极腐蚀;;有机添加剂;;无机添加剂;;离子添加剂;;聚合物添加剂
基金资助：成都大学人才工程科研启动项目(2081921012)
