尚文旭等发表文章于Batteries & Supercaps

Insight into the Hybrid Zn-Co/Air Batteries Coupling Faradic Redox and Oxygen Catalytic Reactions

  锌基电池因其高理论比容量（820 mAh g⁻¹）、多电子转移特性和碱性氢氧化钾电解质体系的本质安全性，在储能领域展现出显著竞争优势。然而，传统锌空气电池的放电电压通常低于1.4 V，而锌钴电池受限于正极材料的低理论容量（如Ni(OH)₂仅289 mAh g⁻¹），其能量密度难以突破300 Wh kg⁻¹的理论极限。为突破单一体系的性能瓶颈，研究者提出混合锌钴空气电池架构，通过巧妙设计的双功能正极同时耦合金属氧化物的法拉第氧化还原反应与氧电催化过程，实现了高电压平台与高比容量的协同优化。然而，该体系在实际应用中仍面临活性材料体相利用率低、氧催化活性位点密度不足以及固-液-气三相界面不匹配等关键挑战，严重制约其商业化进程。本文系统总结了混合锌钴空气电池的最新进展，并围绕活性材料结构设计、催化活性优化及反应界面调控三大核心问题展开深入分析，为下一代高性能锌基储能器件的开发提供了重要理论指导与技术路径。

2025年7月