化学进展

作者：关银燕, 郝小蕊, 徐锐, 李洪飞, 吴禹翰, 梁吉艳

单位：<sup class=\mag-xml-aff-label-sup added-by-sys\>1</sup> 沈阳工业大学环境与化学工程学院 沈阳 110870,<sup class=\mag-xml-aff-label-sup added-by-sys\>2</sup> 南方科技大学系统设计与智能制造学院 深圳 518055,<sup class=\mag-xml-aff-label-sup added-by-sys\>3</sup> 亥姆霍兹离子束物理与材料研究所 德累斯顿 01328,<sup class=\mag-xml-aff-label-sup added-by-sys\>4</sup> 南开大学先进能源材料化学教育部重点实验室 天津 300071,<sup class=\mag-xml-aff-label-sup added-by-sys\>5</sup> 石河子大学化学化工学院/化工绿色过程省部共建国家重点实验室培育基地 石河子 832003

关键词：电化学储能,锌-碘电池,正极,碳材料

基金：辽宁省教育厅基本科研项目(JYTQN2023285),辽宁省教育厅基本科研项目(LJKMZ20220499),沈阳工业大学青年教师科研能力培育基金(QNPY202209-4),国家留学基金管理委员会(202408320117),功能无机材料化学教育部重点实验室开放课题和辽宁省自然科学基金联合基金(2024-BSLH-172),功能无机材料化学教育部重点实验室开放课题和辽宁省自然科学基金联合基金(2023-MSLH-257)

锌-碘电池作为一种新型绿色、低成本、高安全电化学储能技术，受到了广泛关注。其基本原理是利用锌和碘之间的电化学反应来储存和释放能量。然而，碘的低电子电导率、穿梭效应和高可溶性限制了锌-碘电池的实际应用。本文系统综述了碳材料在锌-碘电池正极中的研究进展，重点介绍了几种常用的碳材料，如碳纳米管、石墨烯、活性炭、生物质衍生碳及其他多孔碳材料等。这些碳材料凭借其优异的导电性、高比表面积和良好的化学稳定性，在锌-碘电池中不仅能够有效吸附和固定碘分子，防止碘的流失和穿梭效应，还可以通过调控材料的孔隙结构和表面化学性质，促进碘的氧化还原反应，提升电池的容量和循环稳定性。同时，本文还总结了碳材料在锌-碘电池实际应用时面临的挑战与问题，包括如何进一步提升对碘的吸附能力、增强碳材料的结构稳定性等。基于这些挑战，本文提出了几点未来可能的研究方向，以期进一步提高电池性能、降低制造成本，为推动这一新兴的电池技术的发展和应用奠定基础。

来源：2025年第5期

《化学进展》期刊编辑部

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