随着全球对储能解决方案的需求不断增长，当前锂离子电池的局限性，例如安全问题和高成本，推动了替代技术的探索。水性锌离子电池（AZIB）因其固有的安全性、成本效益和环境可持续性而成为一种有前途的候选者。然而，锌枝晶生长等挑战继续阻碍其广泛采用。由于这些挑战，迫切需要深入研究创新解决方案以提高 AZIB 性能。

这学习，由清华大学和悉尼科技大学的研究人员进行，发表于能源材料与器件。它全面回顾了多孔工程的最新进展锌AZIB 的金属阳极。

研究的重点是这些多孔阳极的结构有序性及其在提高电池性能方面的关键作用。该评论强调了多孔锌阳极在克服传统平面锌阳极的局限性方面的潜力。

该研究强调了多孔锌阳极相对于传统平面锌阳极的显着优势。这多孔结构提供大量的成核位点，从而减少核能势垒并减轻局部电荷积累。这反过来又抑制了枝晶的生长，确保了更长的电池寿命。

该研究还强调了三维多孔结构在促进均匀电场分布和均匀离子通量方面的作用，这对于稳定的锌沉积和剥离至关重要。

此外，这些阳极的大量内部体积可适应体积变化和沉积应力，进一步增强电池性能。该评论介绍了多孔锌阳极的各种制造技术，包括蚀刻、自组装、激光光刻、电化学方法和 3D 打印。研究人员还对多孔锌阳极的设计提供了战略见解，以促进 AZIB 在电网规模储能应用中的实际实施。

高级研究员之一周栋教授表示：“多孔锌阳极的开发代表了锌离子电池发展的重要一步。通过解决枝晶生长问题，我们正朝着使 AZIB 商业化迈进一步。”我们的工作不仅提供了对当前进展的全面了解，而且还提供了对未来研究方向的战略见解。”

多孔锌阳极的创新设计有可能彻底改变储能领域。通过提高 AZIB 的性能和安全性，这些阳极可以促进大规模、可持续能源存储系统的开发，这对于将可再生能源并入电网至关重要。

此外，多孔锌阳极的进步还可能导致开发更安全、更具成本效益的电池，适用于从电动汽车到便携式电子产品的广泛应用，从而有助于全球向更清洁的方向过渡活力解决方案。

更多信息：Yichen Ding 等人，水性锌离子电池的多孔锌金属阳极：进展和前景，能源材料与器件（2024）。DOI：10.26599/EMD.2024.9370040

提供者：清华大学出版社