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  水系鋅離子電池（Aqueous zinc-ion batteries，AZIBs）具有鋅資源豐富、成本低廉、環境友好、理論容量高（820 mAh g^–1）以及過電位較低等優勢，受到了日益廣泛的關注。然而，鋅金屬電極存在著枝晶、副反應以及析氫等問題，大大縮短了電池的使用壽命，阻礙了其大規模工業化應用的進程。木質纖維生物質材料（纖維素、半纖維素和木質素）具有資源豐富、綠色、可再生、可生物降解、成本低廉、環境友好等諸多優點，已經成為解決上述電池問題的有效方案之一。本文圍繞木質纖維生物質材料在高性能水系鋅離子電池中的最新研究進展進行了系統、全面的分析和闡述，并提出了未來的發展方向。

一、AZIBs的優勢及面臨的挑戰

圖2. 鋅枝晶、析氫、腐蝕和鈍化示意圖及其相互關系

二、利用木質纖維生物質材料提高AZIB性能的策略

  總結了通過引入木質纖維生物質材料提高AZIBs性能的一些策略，主要集中在四個方面：鋅陽極、陰極、電解質和隔膜的優化。木質纖維生物質材料分子鏈上豐富的羥基官能團不僅能夠與水分子結合形成結合水，減少自由水參與的副反應，還能夠與Zn²⁺結合，加速Zn²⁺沉積動力學。同時，其天然的分級和多孔結構能夠充當分子篩的作用，進而促進Zn²⁺的均勻沉積。

三、木質纖維生物質材料在AZIBs中的應用

圖3. 木質纖維材料在AZIBs中的先進應用總結

圖5. 纖維素在AZIBs凝膠電解質中的作用

圖6. 木質素在AZIBs電極材料中的應用

圖7. 半纖維素在AZIBs中的應用

四、結論與展望

  原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2024.109416

  Yi Huang, Wei Liu*, Chenxiao Lin*, Qingxi Hou, Shuangxi Nie*. Advances in application of sustainable lignocellulosic materials for high-performance aqueous zinc-ion batteries. Nano Energy, 2024, 123, 109416.