随着风能、太阳能等可再生能源快速发展,如何实现大规模、低成本、长时储能成为能源领域的重要课题。锌基液流电池(Zinc-based Flow Batteries, ZFBs)凭借较高的安全性、较低的成本以及较高的能量密度,被认为是具有潜力的储能技术之一。 然而,在充电过程中,Zn2+在负极表面的不均匀传输、成核和沉积容易诱发锌枝晶生长。随着枝晶不断延伸,不仅可能刺穿隔膜并引发内部短路,还会伴随析氢等副反应,导致库仑效率下降、容量衰减以及循环寿命缩短,成为限制锌基液流电池进一步发展的关键问题之一。 针对这一挑战,本文围绕“枝晶为什么形成、如何抑制以及如何走向实际应用”展开系统总结,重点梳理电解液调控、电极改性、隔膜设计等策略,并进一步讨论不同方法之间的协同关系及实际应用中的性能权衡。 锌枝晶是如何形成的? 在锌基液流电池充电过程中,Zn2+在负极三维导电基底上还原并沉积为金属锌。 研究表明,电极表面的微观粗糙度、残余氧化物以及暴露的碳纤维尖端等因素可能造成局部电场增强,使锌优先在局部区域沉积,形成初始突起。 当电流密度较高时,电极附近Zn2+快速消耗,浓差极化进一步增强,...