可充电水系锌离子电池（AZIBs）具有组装简单、高安全性、环境友好等特点，并引起了人们的广泛关注。事实上，无论是电解液中的水还是电极材料中的水都会对AZIBs的电化学动力学和性能造成有很大的影响。首先，水分子不可避免的溶剂化过程会导致锌电极的腐蚀和钝化，甚至会导致枝晶的生长，从而带来有限的循环寿命。同时，电极材料中的水，无论是以结构水或共插层水合阳离子的形式存在，由于其小尺寸、高极性和氢键，都可以从多个方面对电化学行为产生很大的影响。

近日，武汉理工大学麦立强教授重点总结了水分子在AZIBs电化学过程中的作用。根据其在电解质中的地位和作用，将其分为三类：电解质中的溶剂水和游离水以及正极材料中的结构水。

文章要点

1）作者总结了水分子对AZIBs性能的影响及其控制策略。对存在的问题及其内在机理进行了点到点的讨论。由于溶剂水直接关系到锌负极的稳定性，作者进一步总结了如何通过溶剂化效应合理控制锌表面的腐蚀和副反应的策略。

2）除了溶剂水外，主体材料中的结构水还能显著影响材料的晶体结构，提高材料的电化学性能。作者总结了结构水的引入方法及其对材料结构和储能过程的影响。特别是电极材料中的结构水和电解液中的溶剂水在电场作用下也可以相互作用。

3）作者最后高性能AZIBs设计的潜在未来研究方向提出了个人见解和可行的策略。

参考文献

M. Li, Z. Li, X. Wang, J. Meng, X. Liu, B. Wu, C. Han and L. Mai, Comprehensive Understandings into Roles of Water Molecules in Aqueous Zn-Ion Batteries: From Electrolytes to Electrode Materials, Energy Environ. Sci., 2021

DOI: 10.1039/D1EE00030F

https://doi.org/10.1039/D1EE00030F