NCM綜述|東北大學董琰峰：炭材料在柔性鋅離子電池中的研究進展

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近年來，隨著智能可穿戴設備市場規模的不斷增長，柔性儲能器件的設計和開發得到了長足發展。在眾多儲能技術中，水系鋅離子電池（ZIBs）具有低成本、本征安全等優勢，有望在可穿戴設備中得到應用。然而，傳統氧化物正極電導率低、充放電過程中結構穩定性差，活性物質與集流體（如不銹鋼箔）界面相互作用弱，難以承受反復彎曲、折疊等苛刻條件，無法滿足可穿戴器件對柔性的需求。此外，傳統隔膜無規則大孔結構以及商業鋅箔非平整表面易導致鋅枝晶的生長，同時，鋅負極表面腐蝕和析氫反應的發生，導致金屬鋅負極電化學性能較差（如庫倫效率低、循環壽命短）。炭材料具有質輕、高導電、優異力學性能等優點，有望改善正極電化學性能，同時實現穩定的活性材料/集流體和電極/電解質界面，最終構筑柔性鋅離子電池（FZIBs）。此外，柔性自支撐電極可避免導電添加劑或聚合物黏結劑的使用，進一步提升電池能量密度。

有鑒于此，東北大學董琰峰等在《新型炭材料（中英文）》(New Carbon Materials)上發表了題為“Recent advances in carbon materials for flexible zinc ion batteries”的綜述文章，詳細總結了炭材料（碳納米管、炭纖維、石墨烯）在一維線狀、二維平面、三維三明治構型FZIBs中的研究進展（圖1），著重強調了炭材料構筑FZIBs的策略，系統歸納了炭材料在正極、鋅負極和隔膜中的角色，重點強調了炭材料對FZIBs的性能增強作用。最后，簡要討論了先進炭材料在下一代柔性鋅離子電池應用中的挑戰和前景。

圖1 圖文摘要

New Carbon Materials文章信息

WU Li-sha, ZHANG Ming-hui, XU Wen, DONG Yan-feng. Recent advances in carbon materials for flexible zinc ion batteries. New Carbon Mater., 2022, 37(5): 827-851.

http://xxtcl.sxicc.ac.cn/cn/article/doi/10.1016/S1872-5805(22)60628-0

通訊作者簡介

董琰峰，東北大學理學院化學系副教授。2016年6月博士畢業于大連理工大學化工學院，隨后在中國科學院大連化學物理研究所從事博士后研究。2018年7月加入東北大學理學院化學系。2020年入選遼寧省“興遼英才計劃”青年拔尖人才。主要從事碳基納米材料、二維材料的可控制備及新型電池應用基礎研究。在Advanced Functional Materials、Energy Storage Materials、Science Bulletin、Nature Communications、ACS Nano、Small、Chemical Engineering Journal、Journal of Materials Chemistry A、Journal of Energy Chemistry、Carbon等期刊發表論文28篇，其中ESI高被引論文5篇，合作發表論文30余篇，SCI引用5000余次。

《新型炭材料（中英文）》??????

SCI-E、EI收錄期刊與中文核心期刊

影響因子：3.7（2021年度）

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國際版主頁：https://www.sciencedirect.com/journal/new-carbon-materials

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