水系锌液流电池（AZFBs）具有高功率密度和高面积容量的优点，在成本和安全性方面都很有吸引力。目前，与平面外生长和负极侧不良副反应相关的一些基本挑战，以及负极侧缓慢的反应动力学和活性物质损失，限制了这些电池的实际应用。

近日，康奈尔大学Lynden A. Archer，Yong Lak Joo从正极和负极两个方面介绍了高性能AZFBs的设计原理。

文章要点

1）对于负极侧，引入金属-衬底键合可以调节锌的电沉积形态，抑制副反应。对于正极侧，提高界面吸附能力是影响反应和循环过程的关键。

2）电喷雾技术是一项成熟的工业技术，能够适应用于液流电池的3D电极的设计原理。静电作用力不仅可以形成较好的石墨烯界面取向，而且可以控制包覆量和均匀的形貌。然而，电极界面的设计只能调节电池的界面性质，这意味着电解液中的离子运动仍然限制了液流电池在大电流密度下的性能，如能量效率。

3）研究人员将研究扩展到当代感兴趣的锌溴水溶液和锌钒液流电池。实验再次发现，AZFBs可以同时获得高功率密度（分别为255 mW/cm²和260 mW/cm²）和高面容量（20 mA·h/cm²）。

参考文献

Shuo Jin, et al, Designing interphases for practical aqueous zinc flow batteries with high power density and high areal capacity, Sci. Adv. 8, eabq4456 (2022)

DOI: 10.1126/sciadv.abq4456

https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abq4456