黄维院士团队Small Methods：柔性锌空气电池电极和电解质的最新进展

柔性锌空气电池（ZABs）由于具有高能量密度、稳定性和安全性等优点而备受关注，并在可穿戴设备中显示出潜在的应用前景。然而，由于缺乏高活性氧催化剂、高离子导电性固体电解质、合适的锌负极和先进的电池配置，其实际应用受到很大限制。

在此，西北工业大学黄维院士、韩云虎教授及姚传好教授等人总结了柔性ZABs 的最新进展。首先对两类正极进行了综述和强调，根据正极的组装策略，氧催化剂可分为两类：

i) 负载在碳布或其他柔性导电基底上的粉末催化剂（过渡金属纳米粒子及其硫属化物、M-N_x-C及贵金属催化剂）；

ii) 含有活性位点的自支撑正极。

接下来讨论了柔性电解质的最新进展，包括碱性凝胶聚合物、阴离子交换膜等，总结了不同类型电解质的优点和局限性。最后介绍了锌负极的合理设计，包括用于三明治结构柔性ZAB的锌箔、用于平面柔性ZAB的叉指锌箔、扣式柔性ZAB的锌电极以及用于纤维状柔性ZAB的锌微丝电极等。

图1. 柔性锌空气电池组成示意图

柔性ZABs的研究既存在机遇，也存在挑战：

（1）首先，如何开发高效的氧催化剂仍然是一个棘手的问题；

（2）其次，需要适用的全固态电解质；

（3）第三，Zn负极的简便制备方法和柔性ZABs的先进配置值得继续深入研究；

（4）最后，仍然需要新的柔性ZAB封装技术。

总之，柔性ZABs非常需要高效电极、全固态电解质和封装的新制备技术。通过综述柔性ZAB电极和电解质材料的进展，有望激发解决当前柔性ZAB面临的问题的新思路，并开发具有增强性能的新型柔性ZAB。

图2. 使用叉指锌箔作为负极的平面柔性ZAB设计及性能

Recent Advances in Flexible Zn-Air Batteries: Materials for Electrodes and Electrolytes, Small Methods 2021. DOI: 10.1002/smtd.202101116

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