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Strategies for the Stabilization of Zn Metal Anodes for Zn‐Ion Batteries

材料科学 阳极 法拉第效率 纳米技术 经济短缺 商业化 电解质 金属 工程物理 工艺工程 冶金 电极 工程类 业务 物理化学 营销 化学 哲学 语言学 政府(语言学)
作者
Zhehan Yi,Guoyuan Chen,Feng Hou,Liqun Wang,Ji Liang
出处
期刊:Advanced Energy Materials [Wiley]
卷期号:11 (1) 被引量:409
标识
DOI:10.1002/aenm.202003065
摘要

Abstract Zinc‐ion batteries (ZIBs) are regarded as a promising candidate for next‐generation energy storage systems due to their high safety, resource availability, and environmental friendliness. Nevertheless, the instability of the Zn metal anode has impeded ZIBs from being reliably deployed in their proposed applications. Specifically, dendrite formation and the hydrogen evolution reaction (HER) on the Zn surface significantly compromise the Coulombic efficiency and cycling stability of ZIBs. In recent years, increasing efforts have been devoted to overcoming these obstacles by electrode structure design, interface modification, and electrolyte/separator optimization. To achieve an insightful and comprehensive understanding of these strategies, it is worth analyzing and categorizing them according to their intrinsic mechanisms. Considering this, an overview of the anodic stabilization strategies is provided. First, the fundamentals of the Zn metal anode are introduced, and the associated reaction mechanisms are presented. Furthermore, strategies of dendrite and HER suppression are categorized, discussed, and analyzed in detail. Last, suggestions for Zn anode deployment in ZIBs from research, industrialization, and commercialization aspects are proposed. It is expected that this Review and the proposed strategies will shed light on the roadmap for the exploration of novel Zn metal anodes for ZIBs.
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