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为了有效运用和分配可再生动力并处理储能问题，开发高效的能量存储与转化技能至关重要。锌对可再生动力至关重要。除了在太阳能电池板和风力涡轮机中的贡献外，它还有潜力促进低本钱、环保型储能方法的开发。关于Zn-ion batteries（ZIBs），其高锌含量、易拼装性和安全性为大规模储能运用供给了宽广远景。作为全球电池商场三分之一份额的动力来源，基于锌的技能构成了ZIBs机会与应战的核心。由于脱溶剂化动力学作用的重要性，水系（ZIBs）中水合锌离子脱溶剂化的杂乱进程已被确定为影响电极反响动力学的要害要素。关于“的研讨锌阳极关于改性、正极资料规划以及电解质的开发与优化已有广泛报导。主要问题包含锌枝晶、析氢反响（HER），以及由锌负极热力学不稳定引起的腐蚀和钝化。副反响会消耗电解质和锌负极，从而导致低库仑功率（CE）。本文将探讨ZIB功能的潜在缺点及近期用于优化其功能的处理方案。如何进步比容量、倍率功能、循环稳定性和输出电压也将得到详细评论。

图文摘要

碳中和与净零排放的目标推动了可再生动力的转化与存储，使其在高效性和可继续性方面均发挥着要害作用[1]。高能量密度的锂离子电池（LIBs）被广泛运用于多种领域。然而，其易燃且本钱昂贵的缺点使得实践运用面对困难[2]，[3]。运用可再生动力并创造更清洁的环境需要运用安全的储能设备[4]。满意对可继续储能处理方案日益增长的需求，引发了人们对传统LIBs之外代替电池技能的浓厚兴趣。锌离子电池（ZIBs）因其具有高能量密度潜力、本钱效益以及更高的安全性等优势，已成为一个极具竞争力的选择。ZIBs采用丰富且环保的资料，使其成为用于大规模储能目的的理想方案[5]。与有机充电电池不同，水系电池无需无水或无氧的苛刻环境即可作业，并且可以在敞开空气中制作[6]，[7]。水系电解质还具有价格低廉、安全、易于制作、环保以及离子电导率高级长处[8]。表1展示了ZIBs与其他电池之间的简单比照。
例如，金属锌的卓越特性——其理论容量高达820 mA·h/g和5855 mA·h/cm³，氧化复原电位低至−0.76 V（相对于标准氢电极），储量约为锂的300倍，且对氧气和潮湿环境具有良好的稳定性——这些要素增加了人们对ZIBs的兴趣。这些特点也拓宽了电解质的可选范围[9]。然而，尽管具有这些优势，ZIBs仍面对着阻止其广泛运用和商业可行性的若干障碍。锌枝晶成长和负极腐蚀会导致Zn的沉积/剥离进程变得不可逆，而缓慢的Zn²⁺传输以及锌离子与宿主资料之间激烈的静电相互作用可能会引发离子嵌入问题（图1）。这些要素都会影响ZIBs的容量、长循环寿命和倍率功能[10]、[11]。许多研讨作业（如Yu Huyan等人）专心于智能Zn动力及其各种先进技能，包含可穿戴、生物医学、传感、电致变色和能量收集技能[12]。此外，水系锌离子电池（ZIBs）的最新进展已聚集于处理要害的界面应战并进步系统稳定性。研讨人员经过各种立异方法在办理界面反响方面取得了明显进展。战略性地运用氨基酸来调理双电层（EDL）已成为一个充满远景的方向，随着neg...
在此，Qingqing Zhang等人发现，covalent organic frameworks（COFs）及其衍生物代表了一类立异资料，其特征在于结构刚性、有序架构和耐久孔隙率的共同结合。这些共同的功能使其特别适合处理ZBBs现在的局限性。本总述全面探讨了COF结构特征与ZBB电化学功能之间的联系，首先剖析了当时ZBB系统中的要害应战。详细而言，咱们评论了与阳极相关的问题，如枝晶成长和不必要的副反响，以及阴极特有的应战，包含活性物质溶解、结构降解、动力学约束和络绎效应[17]。
本研评论文旨在全面剖析ZIB技能的现状，要点重视其固有缺点及优化功能的潜在策略。咱们将深入探讨影响ZIB功能的基础问题，包含多价Zn 2+离子与宿主资料之间激烈的静电相互作用，这明显影响了正极资料的选择和电池的全体功率[18], [19]。此外，咱们将细心审视脱溶剂化进程在电极反响动力学中的要害作用及其对电池功能的影响[20], [21]。经过归纳ZIB研讨的最新进展并确定未来调查的要害领域，本文旨在为与ZIB技能相关的应战和机会供给宝贵的见地。咱们的发现将助力正在进行的努力，以获得更有效、稳定且高功能的锌离子电池，用于下一代储能运用。
尽管近年来已有几篇总述对锌离子电池（ZIBs）进行了探讨，但咱们的总述经过系统剖析所有要害部件的基础应战及其相应处理方案，出现了一个共同的视角。不同于以往往往偏重特定方面的总述，本作业对锌负极改性策略、先进正极资料规划、电解质开发以及电池辅料优化进行了归纳调查。咱们特别强调了这些部件之间的杂乱联系及其对电池功能的共同影响。咱们的总述具有共同位置，可以弥合单个部件优化与全体系统功能之间的差距，为下一代ZIBs所需的协同方法供给见地。经过对现有文献的批判性剖析，咱们识别出了新式机会，并为克服当时局限供给了战略方向。尽管ZIBs研讨的广度使得全面覆盖充满应战，但咱们精心选择了最明显的开展效果和新式趋势，这些都将塑造可继续动力存储系统的未来。