可充锌空气电池一体化空气电极研究进展

可充锌空气电池具有比能量高、工作电压稳定、安全性好、无环境污染等优势,被人们认为是最有前景的绿色能源装置之一.然而,可充锌空气电池的空气电极在充放电过程中需要发生可逆的氧还原和氧析出反应.由于该类反应涉及固-液-气三相界面,因此动力学过程非常缓慢.所以,设计具有高效催化作用的空气电极尤为重要.本论文从可充锌空气电池原理和空气电极结构出发,介绍了传统空气电极与一体化空气电极的结构特点和性能差异.通过对近几年的可充锌空气电池一体化空气电极相关文献的探讨,本文综述了不同导电基底和催化剂组成的一体化空气电极的制备及其锌空气电池性能的研究进展.着重对碳基和金属基一体化电极的优缺点和存在的问题进行总结,提出了这两种电极未来的优化改进方向.进一步介绍了空气电极三相界面结构的重要性和改进策略,分析表明,构建合理的三相界面能够有效提高电化学反应的传输动力学.最后对可充锌空气电池在实用化进程中需要解决的难点问题进行了总结和展望.