review：Achieving better aqueous rechargeable zinc ion batteries with heterostructure electrodes

主要內(nèi)容：異質(zhì)結(jié)構(gòu)材料可以改善鋅離子電池中正極溶解，鋅枝晶，鈍化和緩慢動力學(xué)問題。本文主要討論電極與集流體(ECI)和電解液(EEI)的界面優(yōu)化和結(jié)構(gòu)優(yōu)化。

Introduction：

儲能發(fā)展現(xiàn)狀——鋰電商業(yè)化進展——大規(guī)模儲能鋅離子電池——好處（廉價，低電壓-0.76V,高容量820）——鋅電組成及機理——鋅電存在問題：1.由于濃度和不均勻電場促使鋅枝晶生成(短路)；和鋅配位的水分子容易在高壓下產(chǎn)生氫氣，造成電解質(zhì)pH變化形成鈍化層（低效率）；3.大量氫氣生成造成電池內(nèi)部壓力大？——正極材料錳基釩基最多——存在問題1.緩慢動力學(xué)；2.不可逆衰減；3.副產(chǎn)物——EEI（加快傳輸，防止正極溶解，平衡表面電荷），ECI（減小電阻）和結(jié)構(gòu)異質(zhì)（提高性能）結(jié)改進的優(yōu)勢

Recent progress：

1.正極界面優(yōu)化：EEI不穩(wěn)定——產(chǎn)生的鋅沉淀物對電池性能影響備受爭論，改變電解質(zhì)（ZHS改變pH值，增大阻抗；保護層，貢獻容量）——這么好，構(gòu)建它-人工界面層異質(zhì)結(jié)構(gòu)（AIL）——也可以活性材料結(jié)合功能性材料（rGO/惰性氧化物（(HfO2 和 In2O3）/導(dǎo)電聚合物（聚（3,4-亞乙基二氧噻吩和PPy）)。ECI優(yōu)化——導(dǎo)電功能基地（不銹鋼焊接網(wǎng)；碳布；鈦金屬）；活性物質(zhì)結(jié)構(gòu)優(yōu)化（團聚)——碳材料改性（導(dǎo)電，大比表面，韌性，材料發(fā)揮空間大）——2D（石墨烯，三明治層狀）——3D（石墨烯網(wǎng)，CNT）——金屬有機框架（ZIF-8）——異質(zhì)結(jié)引起的特殊復(fù)合效應(yīng)-光照鋅離子——層狀MXenes異質(zhì)結(jié)構(gòu)——總結(jié)發(fā)展廉價功能材料和合成方法

（碳材料優(yōu)勢：The promising chemical/physical properties?(high electrical conductivity (106 S·m?1), specific area (26,30 m2 ·g?1), Young’s modulus (0.1 TPa), and fracture strength (130 GPa)) make graphene a perfect candidate for modifying the microstructure of active materials of cathode. In addition, owing to chemical reducibility and the 2D feature of graphene, the structure of cathode can be easily transformed into nano/micro 2D and 3D heterostructure with high conductivity and large specific area.）

2.負極界面優(yōu)化：EEI好處，做AIL——AIL的機制-1.離子篩選（MOFs和HsGDY，篩選大尺寸溶劑化離子，控制均勻電場）2.負極保護（氧化物，石墨）。ECI——石墨/CNT/MXenes集流體。負極材料異質(zhì)結(jié)構(gòu)——ZnAl合金

Conclusion

總結(jié)功能化異質(zhì)結(jié)構(gòu)材料對正負極的影響。正極：1.增強導(dǎo)電性2.導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)增強電子傳輸，減小電阻3.人工界面膜保護活性物質(zhì)。負極：1.誘導(dǎo)均勻電場，減少枝晶2.增加比表面，降低每平方厘米電流密度促進均勻鋅沉積3.調(diào)節(jié)鋅配位，防止析氫副反應(yīng)。

展望1.降低正負極，源材料，合成方法價格。2.各種研究和實際應(yīng)用相差遠。3.優(yōu)化方法和機理仍需進一步探討。

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