锌-空气电池在能量存储和转换技术中受到越来越多的关注。然而，在锌-空气电池的发展过程中仍面临一些挑战。在这方面，具有独特纳米结构和特性的静电纺丝材料被应用于高性能锌空气电池中。

有鉴于此，华中科技大学夏宝玉教授和齐锴副研究员等人，综述了静电纺丝技术在锌-空气电池的新型锌阳极、隔膜和空气阴极中的各种应用的最新进展。

本文要点

1）在简要介绍静电纺丝技术的基本原理和工艺参数的基础上，综述了多功能静电纺丝纳米纤维材料在锌-空气电池中的应用，包括其制备工艺、结构和电化学性能。最后，提出了锌-空气电池中静电纺丝纳米材料面临的紧迫挑战和机遇。

2）ZABs因其高比能量密度、运行稳定性和低成本等优点，在能源相关研究中受到越来越多的关注。然而，它们的进一步应用仍面临一些问题，如ORR/OER反应缓慢、锌枝晶和电解质泄漏。静电纺丝作为一种制备纳米纤维材料的技术，可能为ZABs的发展提供解决方案。首先，多孔纳米纤维有利于活性材料/催化剂和电解质之间的充分接触，缩短离子扩散路径，从而提高速率能力。其次，这些纳米纤维的高电导率可以进一步增强反应活性，加速 ORR/OER 中的电子传输过程。第三，静电纺丝纳米纤维的结构稳定性使得在不添加粘合剂和导电剂的情况下制备自支撑电极成为可能。此外，静电纺丝纳米纤维的形态和结构还可以进一步变化为功能化纳米纤维杂化，这可以实现多样化的功能并指导材料设计以达到预期的性能。

3）综述了静电纺丝技术及其与其他方法(如水热处理和煅烧处理)的结合，作为一种高效、多用途的方法，可以制备各种结构和成分的杂化纳米纤维材料，用于高效ZABs。尽管静电纺丝技术在ZABs中应用的先进多孔纳米材料的发展近年来取得了很大的进展，但涉及催化剂/电极合成、电催化表征和器件组装的策略是复杂的跨学科系统。一些重大的问题和挑战仍然存在：1)静电纺丝技术:目前在ZABs中应用的静电纺丝技术主要集中在空气催化剂/阴极的合成。只有少数报告强调了锌阳极和隔膜。2)锌阳极:ZABs中锌阳极劣化过程中锌枝晶、钝化、腐蚀等问题不容忽视。可用于柔性固态可充电ZABs的锌阳极严重不足。即使在实验室中，用于实验测试的锌阳极也不稳定，不能长期使用。静电纺丝技术可以得到改性甚至原位集成的锌阳极。3) 隔膜：氢氧根离子的高选择性渗透性和长期稳定性是隔膜的主要挑战。静电纺丝纳米纤维材料可以产生可用于分离器的宏观可见膜。4)空气阴极:电解质的渗透和泄漏、碳化和腐蚀是ZABs的传统挑战。因此，期待获得传质快、氧扩散好、催化活性高、使用性能稳定的先进空气阴极。采用静电纺丝技术，合理选择焙烧处理方法和活性材料，可以设计和制备该材料。

总之，该工作总结了静电纺丝技术在锌空气电池中的应用进展，有助于激发能量转换和存储技术中更多的制造方法和材料创新。

参考文献：

Chenfeng Xia et al. Recent Advances on Electrospun Nanomaterials for Zinc–Air Batteries. Small Science, 2021.

DOI: 10.1002/smsc.202100010

https://doi.org/10.1002/smsc.202100010