柔性锌-空气电池进展与展望

滕浩天 王文涛 韩晓峰 郝翔 杨瑞枝 田景华

引用本文: 滕浩天, 王文涛, 韩晓峰, 郝翔, 杨瑞枝, 田景华. 柔性锌-空气电池进展与展望[J]. 物理化学学报, 2023, 39(1): 2107017-0. doi: 10.3866/PKU.WHXB202107017 shu
Citation:  Hao-Tian Teng, Wen-Tao Wang, Xiao-Feng Han, Xiang Hao, Ruizhi Yang, Jing-Hua Tian. Recent Development and Perspectives of Flexible Zinc-Air Batteries[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, 2023, 39(1): 2107017-0. doi: 10.3866/PKU.WHXB202107017 shu

柔性锌-空气电池进展与展望

    通讯作者: 杨瑞枝, yangrz@suda.edu.cn; 田景华, jhtian@suda.edu.cn
  • 基金项目:

    国家重点研发计划 2020YFB1505703

    国家自然科学基金 21673153

    国家自然科学基金 51972220

    国家自然科学基金 51572181

摘要: 近年来,人们越来越关注柔性可穿戴电子设备。柔性锌-空气电池由于有较高的理论能量密度以及对像人体一样不均匀表面的适应能力,有望成为下一代电子产品的电源。在柔性锌-空气电池研究领域,人们已经取得了较好的研究进展,各种柔性锌-空气电池的制备方法已被报道。本文阐述了近年来柔性锌-空气电池的主要成就以及面临的困难,特别是关注凝胶电解质、金属阳极以及柔性空气阴极对柔性锌-空气电池电化学性能的影响,最后讨论了柔性锌-空气电池面临的主要挑战与发展前景。

English

    1. [1]

      Guo, Y.; Li, H.; Zhai, T. Adv. Mater. 2017, 29, 1700007. doi: 10.1002/adma.201700007

    2. [2]

      Ye, L.; Hong, Y.; Liao, M.; Wang, B.; Wei, D.; Peng, H.; Ye, L.; Hong, Y.; Liao, M.; Wang, B.; et al. Energy Storage Mater. 2020, 28, 364. doi: 10.1016/j.ensm.2020.03.015

    3. [3]

      Peng, X.; Wei, L.; Liu, Y.; Cen, T.; Ye, Z.; Zhu, Z.; Ni, Z.; Yuan, D. Energy Fuels 2020, 34, 8931. doi: 10.1021/acs.energyfuels.0c01167

    4. [4]

      Lin, X.; Kang, Q.; Zhang, Z.; Liu, R.; Li, Y.; Huang, Z.; Feng, X.; Ma, Y.; Huang, W. J. Mater. Chem. A 2017, 5, 3638. doi: 10.1039/c6ta09806a

    5. [5]

      秦睿, 王鹏彦, 林灿, 曹菲, 张金咏, 陈磊, 木士春. 物理化学学报, 2021, 37, 2009099. doi: 10.3866/PKU.WHXB202009099Qin, R.; Wang, P.; Lin, C.; Cao, F.; Zhang, J.; Chen, L.; Mu, S. Acta Phys. -Chim. Sin. 2021, 37, 2009099. doi: 10.3866/PKU.WHXB202009099

    6. [6]

      Yang, B.; Yuan, W. ACS Appl. Mater. Interfaces 2019, 11, 16765. doi: 10.1021/acsami.9b01989

    7. [7]

      Xu, Y.; Zhang, Y.; Guo, Z.; Ren, J.; Wang, Y.; Peng, H. Angew. Chem. Int. Ed. 2015, 54, 15390. doi: 10.1002/anie.201508848

    8. [8]

      Zhang, K.; Simic, R.; Yan, W.; Spencer, N. D. ACS Appl. Mater. Interfaces 2019, 11, 25427. doi: 10.1021/acsami.9b07387

    9. [9]

      Karami, P.; Wyss, C. S.; Khoushabi, A.; Schmocker, A.; Broome, M.; Moser, C.; Bourban, P. E.; Pioletti, D. P. ACS Appl. Mater. Interfaces 2018, 10, 38692. doi: 10.1021/acsami.8b10735

    10. [10]

      Gong, J. P.; Katsuyama, Y.; Kurokawa, T.; Osada, Y. Adv. Mater. 2003, 15, 1155. doi: 10.1002/adma.200304907

    11. [11]

      Fotouhi, G.; Ogier, C.; Kim, J. -H.; Kim, S.; Cao, G.; Shen, A. Q.; Kramlich, J.; Chung, J. -H. J. Micromec. Microen. 2016, 26, 8. doi: 10.1088/0960-1317/26/5/055011

    12. [12]

      Fan, X.; Liu, J.; Song, Z.; Han, X.; Deng, Y.; Zhong, C.; Hu, W. Nano Energy 2019, 56, 454. doi: 10.1016/j.nanoen.2018.11.057

    13. [13]

      Zhao, S.; Xia, D.; Li, M.; Cheng, D.; Wang, K.; Meng, Y. S.; Chen, Z.; Bae, J. ACS Appl. Mater. Interfaces 2021, 13, 12033. doi: 10.1021/acsami.1c00012

    14. [14]

      Li, M.; Liu, B.; Fan, X.; Liu, X.; Liu, J.; Ding, J.; Han, X.; Deng, Y.; Hu, W.; Zhong, C. ACS Appl. Mater. Interfaces 2019, 11, 28909. doi: 10.1021/acsami.9b09086

    15. [15]

      Chen, R.; Xu, X.; Peng, S.; Chen, J.; Yu, D.; Xiao, C.; Li, Y.; Chen, Y.; Hu, X.; Liu, M.; et al. ACS Sustain. Chem. Eng. 2020, 8, 11501. doi: 10.1021/acssuschemeng.0c01111

    16. [16]

      Ma, L.; Chen, S.; Wang, D.; Yang, Q.; Mo, F.; Liang, G.; Li, N.; Zhang, H.; Zapien, J. A.; Zhi, C. Adv. Energy Mater. 2019, 9, 46. doi: 10.1002/aenm.201803046

    17. [17]

      Sun, N.; Lu, F.; Yu, Y.; Su, L.; Gao, X.; Zheng, L. ACS Appl. Mater. Interfaces 2020, 12, 11778. doi: 10.1021/acsami.0c00325

    18. [18]

      Jiang, G.; Goledzinowski, M.; Comeau, F. J. E.; Zarrin, H.; Lui, G.; Lenos, J.; Veileux, A.; Liu, G.; Zhang, J.; Hemmati, S.; et al. Adv. Funct. Mater. 2016, 26, 1729. doi: 10.1002/adfm.201504604

    19. [19]

      Gao, W.; Wu, G.; Janicke, M. T.; Cullen, D. A.; Mukundan, R.; Baldwin, J. K.; Brosha, E. L.; Galande, C.; Ajayan, P. M.; More, K. L.; et al. Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53, 3588. doi: 10.1002/anie.201310908

    20. [20]

      Zhang, J.; Fu, J.; Song, X.; Jiang, G.; Zarrin, H.; Xu, P.; Li, K.; Yu, A.; Chen, Z. Adv. Energy Mater. 2016, 6, 476. doi: 10.1002/aenm.20160047620.

    21. [21]

      Song, Z.; Ding, J.; Liu, B.; Liu, X.; Han, X.; Deng, Y.; Hu, W.; Zhong, C. Adv. Mater. 2020, 32, e1908127. doi: 10.1002/adma.201908127

    22. [22]

      Haynes, W. M. CRC Handbook of Chemistry and Physics, 97th ed.; CRC Press: Boca Raton, FL, USA, 2017; pp. 5–17.

    23. [23]

      Fu, J.; Cano, Z. P.; Park, M. G.; Yu, A.; Fowler, M.; Chen, Z. Adv. Mater. 2017, 29, 1604685. doi: 10.1002/adma.201604685

    24. [24]

      Shin, H. -J.; Kwak, W. -J.; Aurbach, D.; Sun, Y. -K. Adv. Funct. Mater. 2017, 27, 1605500. doi: 10.1002/adfm.201605500

    25. [25]

      Banik, S. J.; Akolkar, R. J. Electrochem. Soc. 2013, 160, D519. doi: 10.1149/2.040311jes

    26. [26]

      Khezri, R.; Hosseini, S.; Lahiri, A.; Motlagh, S. R.; Nguyen, M. T.; Yonezawa, T.; Kheawhom, S. Int. J. Mol. Sci. 2020, 21, 7303. doi: 10.3390/ijms21197303

    27. [27]

      Yang, X.; Wu, X.; Guo, Z.; Li, Q.; Wang, H.; Ke, C.; Zeng, W.; Qiu, X.; He, Y.; Liang, X.; et al. RSC Adv. 2020, 10, 33327. doi: 10.1039/d0ra04827e

    28. [28]

      Pan, Z.; Yang, J.; Zang, W.; Kou, Z.; Wang, C.; Ding, X.; Guan, C.; Xiong, T.; Chen, H.; Zhang, Q.; et al. Energy Storage Mater. 2019, 23, 375. doi: 10.1016/j.ensm.2019.04.036

    29. [29]

      Qu, S.; Liu, B.; Wu, J.; Zhao, Z.; Liu, J.; Ding, J.; Han, X.; Deng, Y.; Zhong, C.; Hu, W. ACS Appl. Mater. Interfaces 2020, 12, 54833. doi: 10.1021/acsami.0c17479

    30. [30]

      Wang, Z.; Meng, X.; Wu, Z.; Mitra, S. J. Energy Chem. 2017, 26, 129. doi: 10.1016/j.jechem.2016.08.007

    31. [31]

      Fu, J.; Lee, D. U.; Hassan, F. M.; Yang, L.; Bai, Z.; Park, M. G.; Chen, Z. Adv. Mater. 2015, 27, 5617. doi: 10.1002/adma.201502853

    32. [32]

      Kangasniemi, K. H.; Condit, D. A.; Jarvi, T. D. J. Electrochem. Soc. 2004, 151, E125. doi: 10.1149/1.1649756

    33. [33]

      Wang, X.; Li, W.; Chen, Z.; Waje, M.; Yan, Y. J. Power Sources. 2006, 158, 154. doi: 10.1016/j.jpowsour.2005.09.039

    34. [34]

      Xu, N.; Wilson, J. A.; Wang, Y. -D.; Su, T.; Wei, Y.; Qiao, J.; Zhou, X. -D.; Zhang, Y.; Sun, S. Appl. Catal. B. 2020, 272, 118953. doi: 10.1016/j.apcatb.2020.118953

    35. [35]

      Wu, M.; Zhang, G.; Chen, N.; Chen, W.; Qiao, J.; Sun, S. Energy Storage Mater. 2020, 24, 272. doi: 10.1016/j.ensm.2019.08.009

    36. [36]

      Yang, X.; Wu, X.; Guo, Z.; Li, Q.; Wang, H.; Ke, C.; Zeng, W.; Qiu, X.; He, Y.; Liang, X.; et al. RSC Adv. 2020, 10, 33327. doi: 10.1039/d0ra04827e

    37. [37]

      Tan, Y.; Zhang, Z.; Lei, Z.; Wu, W.; Zhu, W.; Cheng, N.; Mu, S. J. Power Sources 2020, 473, 228570. doi: 10.1016/j.jpowsour.2020.228570

    38. [38]

      Lei, Z.; Tan, Y.; Zhang, Z.; Wu, W.; Cheng, N.; Chen, R.; Mu, S.; Sun, X. Nano Res. 2020, 14, 868. doi: 10.1007/s12274-020-3127-8

    39. [39]

      Zhang, W.; Li, Z.; Chen, J.; Wang, X.; Li, X.; Yang, K.; Li, L. Nanotechnology 2020, 31, 185703. doi: 10.1088/1361-6528/ab6cd9

    40. [40]

      Park, J.; Park, M.; Nam, G.; Lee, J. S.; Cho, J. Adv. Mater. 2015, 27, 1396. doi: 10.1002/adma.201404639

    41. [41]

      Li, S.; Yang, X.; Yang, S.; Gao, Q.; Zhang, S.; Yu, X.; Fang, Y.; Yang, S.; Cai, X. J. Mater. Chem. A 2020, 8, 5601. doi: 10.1039/d0ta00888e

    42. [42]

      Zeng, S.; Tong, X.; Zhou, S.; Lv, B.; Qiao, J.; Song, Y.; Chen, M.; Di, J.; Li, Q. Small 2018, 14, e1803409. doi: 10.1002/smll.20180340

  • 加载中
计量
  • PDF下载量:  0
  • 文章访问数:  65
  • HTML全文浏览量:  3
文章相关
  • 发布日期:  2023-01-15
  • 收稿日期:  2021-07-06
  • 接受日期:  2021-08-19
  • 修回日期:  2021-08-07
  • 网络出版日期:  2021-08-26
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
  • 1. 

    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

  1. 本站搜索
  2. 百度学术搜索
  3. 万方数据库搜索
  4. CNKI搜索

/

返回文章