可充电锌空气电池（ERZABs）以其高理论容量、低成本和环境友好等优点，成为电动汽车、电网储能和便携式电子产品的最佳候选电源之一，并引起了人们极大的研究兴趣。然而，具有长循环寿命、高能量和功率密度的ERZABs的开发仍然极具挑战性。电解质作为一种离子导体，是ERZABs的核心组成部分之一，在其充放电过程中起着重要的作用，对ERZABs的可充电性、工作电压、寿命、功率密度和安全性都具有很大的影响。尽管近年来，关于用于ERZABs的电解质的发展已经取得了长足的进步，但其目前仍然存在许多挑战。同时，人们对空气催化剂和锌负极进行了大量研究，但对电解质的研究还相对较少。

有鉴于此，天津大学钟澄教授重点综述了用于ERZABs的电解质材料目前仍面临的挑战和最新研究进展。

文章要点

1）作者首先概述了用于ERZABs的电解质机制，ERZAB由锌电极、电解质和空气电极组成。除了充当离子传输介质外，电解质还会可能遇到与潜在界面反应（例如，锌腐蚀、锌钝化、枝晶生长和析氢）、电解质蒸发和碳化有关的问题。

2）作者接下来总结了用于ERZABs的液态电解质，包括碱性水溶液电解质，非碱性水溶液电解质和离子液体（ILs）。然后指出在使用液态电解质时，通常需要笨重、刚性的结构以及额外的包装材料，这给结构设计和尺寸最小化带来了困难。因此又重点总结了用于ERZABs的半固态电解质。

3）作者最后指出了开发用于ERZABs的高性能电解质仍面临的挑战和未来研究方向，包括：i）目前大多数研究都集中在碱性电解质上，而非碱性电解质和半固态电解质还处于初级阶段。为了开发适用于ERZABs的电解质，需要通过先进的实验、建模和计算方法，进一步深入研究理论和实验相结合的工作；ii）进一步通过理论和实验研究特别是原位和即时表征技术，从而加深对离子传导机理、电解质结构-性能关系、特定电解质的锌溶解机理、电解质降解机理和失效模式等方面的基本认识；iii）目前仍缺乏评估电解质性能和提供ERZABs数据的标准方法；iv）对电解质材料和制备的ERZABs进行全面的评估，以弥合研究和工业应用之间的差距；v）目前的ERZABs大多是“手工制造”，不能满足工业化生产的要求。因此，未来需要加大开发用于ERZAB和电解质制造工艺，以实现它们的可加工性和可制造性。

参考文献

Xiaorui Liu, et al, Mapping the Design of Electrolyte Materials for Electrically Rechargeable Zinc–Air Batteries, Adv. Mater. 2021

DOI: 10.1002/adma.202006461

https://doi.org/10.1002/adma.202006461