隨著全球對儲能解決方案的需求不斷增長，目前鋰離子電池的局限性，例如安全問題和高成本，推動了替代技術的探索。水性鋅離子電池（AZIB）因其固有的安全性、成本效益和環境永續性而成為一種有前途的候選人。然而，鋅枝晶生長等挑戰繼續阻礙其廣泛採用。由於這些挑戰，迫切需要深入研究創新解決方案以提高 AZIB 效能。

這學習，由清華大學和雪梨科技大學的研究人員進行，發表於能源材料與裝置。它全面回顧了多孔工程的最新進展鋅AZIB 的金屬陽極。

研究的重點是這些多孔陽極的結構有序性及其在提高電池性能方面的關鍵作用。該評論強調了多孔鋅陽極在克服傳統平面鋅陽極的局限性方面的潛力。

該研究強調了多孔鋅陽極相對於傳統平面鋅陽極的顯著優勢。這多孔結構提供大量的成核位點，從而減少核能障礙並減輕局部電荷累積。這反過來又抑制了枝晶的生長，確保了更長的電池壽命。

該研究還強調了三維多孔結構在促進均勻電場分佈和均勻離子通量方面的作用，這對於穩定的鋅沉積和剝離至關重要。

此外，這些陽極的大量內部體積可適應體積變化和沈積應力，進一步增強電池性能。該評論介紹了多孔鋅陽極的各種製造技術，包括蝕刻、自組裝、雷射光刻、電化學方法和 3D 列印。研究人員也對多孔鋅陽極的設計提供了策略見解，以促進 AZIB 在電網規模儲能應用中的實際實施。

高級研究員一周棟教授表示：「多孔鋅陽極的開發代表了鋅離子電池發展的重要一步。透過解決枝晶生長問題，我們正朝著使 AZIB 商業化邁進一步。」我們的工作不僅提供了對當前進展的全面了解，而且還提供了對未來研究方向的戰略見解。

多孔鋅陽極的創新設計有可能徹底改變儲能領域。透過提高 AZIB 的性能和安全性，這些陽極可以促進大規模、可持續能源儲存系統的開發，這對於將再生能源併入電網至關重要。

此外，多孔鋅陽極的進步還可能導致開發更安全、更具成本效益的電池，適用於從電動車到便攜式電子產品的廣泛應用，有助於全球向更清潔的方向過渡活力解決方案。

更多資訊：Yichen Ding 等人，水性鋅離子電池的多孔鋅金屬陽極：進展和前景，能源材料與裝置（2024）。DOI：10.26599/EMD.2024.9370040

提供者：清華大學出版社