水系锌离子电池宽温域性能的电解质改性策略研究进展

在资源短缺、能源需求倍增的当今世界，水系锌离子电池（AZIBs）作为一种大规模储能技术以其具有高安全性、低成本、高容量和快速充放电等优势脱颖而出。随着对能源多元化应用场景的增加，AZIBs被开发并应用于多种极端环境。然而，电池中的自由水分子会引发一系列的不良反应，导致电池出现容量下降和寿命缩短的问题。在低温条件下，溶剂水的冻结会引起AZIBs的离子电导率降低、电荷转移阻抗增加，导致电池速率性能下降。在高温条件下，溶剂水的快速蒸发会产生气泡和气体膨胀，水诱导的副反应加剧，同时电极材料也会出现腐蚀和溶解，从而影响电池寿命。针对这些挑战，在这篇综述中，分别总结了针对水系锌离子电池在高温与低温下的研究进展，提出了适用于低温、高温以及同时适用于高低温的电解质策略，重点研究了高浓度电解质、凝胶电解质、电解质添加剂和共晶电解质降低电解质凝固点、提高低温电化学性能的机理，并对进一步提高水系锌离子电池的宽温域性能和工业应用进行了展望。