水系锌离子电池中N、0、S类负极保护添加剂研究进展

水系锌离子电池中N、0、S类负极保护添加剂研究进展

罗文正¹,甘立霖¹，罗恩明¹,程 倩¹,罗先津¹,胡忠利¹,李 硕¹,陈稼轩²,吴 亮^2※

(1.重庆理工大学 化学化工学院，重庆巴南400054;2.乐山师范学院 新能源材料与化学学院，四川乐山614004)

摘 要：水系锌离子电池因其较高的安全性和环保性，广泛应用于智能家居、储能系统及便携设备等领域。然而，枝晶生长、析氢反应(hydrogen evolution reaction,HER)和腐蚀反应等问题会带来负极的不稳定性，并严重影响了水系锌离子电池循环寿命，也限制了其实际应用。文章分析了枝晶生长、HER和腐蚀反应的形成过程和产生原因，梳理了含N、O、S类配体及同时含N、O等多种杂原子添加剂的种类和作用机理，比较了不同添加剂作用的结合能、吸附能及其效果，并从安全性、生产成本和适温范围评价了添加剂的开发应用前景。结果表明，N、O、S类有机配体添加剂能够有效抑制负极副反应和显著提升电池循环稳定性，有广阔的应用前景；采用新技术手段深入揭示添加剂作用机理、添加剂的后续修饰、宽温添加剂的设计以及多功能和新型添加剂的开发是该领域今后主要研究方向。研究结果对于提升水系锌离子电池负极稳定性及其应用提供了理论指导。

关键词：水系锌离子电池；锌枝晶；析氢反应；腐蚀反应；添加剂