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Aqueous Zn-based rechargeable batteries:Recent progress and future perspectives

InfoMat 2022年第5期4卷 67-101页

作者： Mingjie Wu Gaixia Zhang Huaming Yang Xianhu Liu marc Dubois marc agauthier Shuhui Sun Institut National de la Recherche Scientifique(INRS)-CentreEnergie Matériaux Télécommunications VarennesQuébecCanada Engineering Research Center of Nano-Geomaterials of Ministry of Education China University of GeosciencesWuhanChina Department of Inorganic Materials School of Minerals Processing and BioengineeringCentral South UniversityChangshaChina Key Laboratory of Materials Processing and Mold Ministry of EducationZhengzhou UniversityZhengzhouChina UniversitéClermont Auvergne CNRSSIGMA ClermontInstitut de Chimie de Clermont-FerrandClermont-FerrandFrance

Benefiting from the advantageous features of high safety,abundant reserves,low cost,and high energy density,aqueous Zn-based rechargeable batteries(AZBs)have received extensive attention as promising candidates for energy *** achieve high-performance AZBs with high reversibility and energy density,great efforts have been devoted to overcoming their drawbacks by focusing on the modification of electrode materials and *** on different cathode materials and aqueous electrolytes,the development of aqueous AZBs with different redox mechanisms are discussed in this review,including insertion/extraction chemistries(e.g.,Zn^(2+),alkali metal ion,H^(+),NH_(4)^(+),and so forth dissolution/deposition reactions(e.g.,MnO_(2)/Mn^(2+)),redox couples in flow batteries(e.g.,I_(3)/3I,Br_(2)/Br,and so forth),oxygen electrochemistry(e.g.,O_(2)/OH,O_(2)/O_(2)2),and carbon dioxide electrochemistry(e.g.,CO_(2)/CO,CO_(2)/HCOOH).In particular,the basic reaction mechanisms,issues with the Zn electrode,aqueous electrolytes,and cathode materials as well as their design strategies are systematically ***,the remaining challenges faced by AZBs are summarized,and perspectives for further investigations are proposed.

关键词： aqueous Zn-based rechargeable batteries hybrid battery Zn–air battery Zn–CO_(2)battery Zn-ion battery

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