Recent Advances of Fiber‐Shaped Aqueous Zinc Ion Batteries: From Structure, Principles, Issues to Strategies

材料科学 阴极 合理设计 纳米技术 电化学储能 储能 限制 电化学 数码产品 耐久性 溶解 表面工程 水溶液 电池(电) 设计要素和原则 相容性(地球化学) 柔性电子器件 材料设计 高能 可穿戴技术 可穿戴计算机 电化学能量转换 机械强度 离子 超级电容器 同种类的
作者
Chaowei Li,Wenhui Wang,Yinhao Xiao,Wubin Zhuang,Zi Wang,Kai Zhang,Yuqin Tan,Lin Lin,Sehan Cheng,Yagang Yao
出处
期刊:Advanced Energy Materials [Wiley]
卷期号:16 (28) 被引量:4
标识
DOI:10.1002/aenm.71175
摘要

ABSTRACT Fiber‐shaped aqueous zinc‐ion batteries (FAZIBs) have been regarded as highly promising power supplying devices for wearable and flexible electronics because of their intrinsic safety, low cost, lightweight nature, and excellent flexibility. However, their practical development is still hindered by coupled electrochemical and mechanical issues, including Zn dendrite growth, H 2 evolution, surface passivation, cathode materials dissolution and shedding, and electrode/electrolyte interfacial separation under deformation. This review provides a critical and comprehensive overview of recent progresses in FAZIBs from composition, structural design, working principles, failure mechanisms, to mitigation strategies. First, the components of FAZIBs, including fibrous Zn anodes, fibrous cathodes, gel electrolytes, encapsulation materials, and device architectures, are systematically discussed. Then, the energy storage and flexibility‐related mechanisms are analyzed to clarify the intrinsic correlation between electrochemical behavior and mechanical adaptability. Subsequently, the major degradation pathways limiting the performance and durability of FAZIBs are summarized. Representative strategies, including rational design of flexible Zn anodes, gel‐electrolyte regulation, cathode stabilization, and interface optimization, are further highlighted. Finally, the remaining scientific challenges and future research directions are outlined. This review is expected to supply some useful guidance for the rational design of next‐generation FAZIBs with high energy density, excellent flexibility, and long‐term stability.
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