Acta Chimica Sinica ›› 2021, Vol. 79 ›› Issue (2): 158-175.DOI: 10.6023/A20090409 Previous Articles     Next Articles

Review

水系锌离子电池研究进展和挑战

张璐a,b, 王文凤a, 张洪明a, 韩树民a,b,*(), 王利民a,b,*()   

  1. a 燕山大学 环境与化学工程学院 秦皇岛 066004
    b 燕山大学 亚稳材料制备技术与科学国家重点实验室 秦皇岛 066004
  • 投稿日期:2020-09-04 发布日期:2020-11-19
  • 通讯作者: 韩树民, 王利民
  • 作者简介:

    张璐, 工学博士, 副教授. 2017年毕业于燕山大学, 曾获得2017年博士后创新人才支持计划, 2018年在美国俄勒冈州立大学从事博士后研究工作, 目前发表文章50余篇, 获授权专利11项, 河北省自然科学奖二等奖1项. 主要研究方向为新型电化学储能体系及器件和储氢材料.

    王文凤, 博士研究生. 2016年起于燕山大学环境与化学工程学院攻读硕士学位, 2018年获得硕博连读资格, 攻读博士学位. 主要研究方向为储氢材料以及水系电池.

    张洪明, 博士研究生. 2015年起于燕山大学环境与化学工程学院攻读硕士学位, 2017年获得硕博连读资格, 攻读博士学位. 主要研究方向为过渡金属催化剂作用下硼氢化合物水解制氢性能的研究.

    韩树民, 博士生导师, 教授. 先后承担并主持完成或承担国家863计划和自然科学基金项目6项、省部级课题7项; 获授权国家发明专利20项, 发表SCI学术论文180篇, 获河北省技术发明奖二等奖2项; 担任Journal of Alloys and Compounds等杂志审稿人, 兼任国际电化学学会会员, 中国电化学委员会委员, 中国材料研究会产业工作委员. 近期的研究工作主要集中在新型稀土功能材料、新型电化学储能系统和器件的研究.

    王利民, 博士生导师, 教授. 2019年入选教育部长江学者特聘教授、新世纪优秀人才支持计划等, 主持国家重点研发计划课题1项、国家自然科学基金5项、中国-意大利国际合作项目2项、科技部国家重点实验室基础研究项目8项、其他省部级项目10余项. 现任《Frontiers in Materials: glass science》副主编. 在Nature, Phys. Rev. Lett., Adv. Mater., J. Phys. Chem. Lett., Acta Mater.等SCI刊物上发表论文169篇, SCI他引超过4000次. 主要研究方向为非晶转变以及玻璃形变过程中的热力学和动力学研究.

  • 基金资助:
    国家自然科学基金(51701175); 国家自然科学基金(51971197); 河北省自然科学基金(E2020203081); 河北省自然科学基金(E2019203161)

Research Progress and Challenge of Aqueous Zinc Ion Battery

Lu Zhanga,b, Wenfeng Wanga, Hongming Zhanga, Shumin Hana,b,*(), Limin Wanga,b,*()   

  1. a School of Environmental and Chemical Engineering, Yanshan University, Qinhuangdao 066004, China
    b State Key Laboratory of Metastable Materials Science and Technology, Yanshan University, Qinhuangdao 066004, China
  • Received:2020-09-04 Published:2020-11-19
  • Contact: Shumin Han, Limin Wang
  • Supported by:
    National Natural Science Foundation of China(51701175); National Natural Science Foundation of China(51971197); Natural Science Foundation of Hebei Province(E2020203081); Natural Science Foundation of Hebei Province(E2019203161)

Aqueous zinc ion batteries (AZIBs) as an emerging battery energy storage technology have attracted widespread attention and developed rapidly in recent years due to the merits of high safety, low price, high energy density, environmental friendliness, easy manufacturing, etc., showing good application value and prospect in large-scale energy storage and other fields. Embarking from the current scientific issues existed in AZIBs, we review the important progress in cathode and anode materials and electrolyte used in AZIBs in this article. Firstly, the characteristics of multiple cathode materials that developed and their electrochemical reaction mechanism are analyzed and summarized. Afterward, the challenge and improving strategy for metal zinc anode are discussed, and the features of different aqueous electrolytes and the optimization solution are analyzed. Finally, the scientific problems to solve and technical challenges for the practical application in the future of this novel battery technology are summarized and prospected.

Key words: aqueous zinc ion battery, zinc anode, cathode material, electrolyte, energy storage