多功能水系可充电电池（MARBs）是一种安全、经济、可扩展的电化学储能装置，具有传统电池无法实现的附加功能，具有前所未有的应用前景。尽管MARBs是当今科学研究和工业发展中最令人兴奋和发展最快的课题之一，但仍然缺乏对MARB领域的历史和进展的系统性综述。

基于此，东南大学孙立涛教授，Qichong Zhang，南洋理工大学魏磊教授，南京大学姚亚刚教授从设计原则的角度出发，综述了MARBs的最新进展和进一步的挑战与机遇。

文章要点

1）作者首先概述了由功能材料和集成系统组成的MARBs的设计原理。集中总结了集电器，电极材料，电解质，隔膜，凝胶电解质，基材，包装材料以及平面和纤维形器件的新型集成系统的功能材料设计。

2）作者接下来总结了MARBs的最新进展和实际应用，从智能ARBs到集成系统。

3）作者最后根据目前的发展情况，对这一领域仍面临的主要挑战和预期解决方案进行了总结：i）在ARBs中引入更多的功能材料（开发新的功能材料是在ARBs中实现新功能的有效策略）；ii）性能的调节和平衡（如果忽略ARB的基本电化学性质，那么只追求ARB的通用性和功能性的常见策略可能是不可取的）；iii）MARBs中更多功能的开发（为满足现代电子工业日益增长的需求，构建尺寸更小、功能更多的ARB至关重要）；iv）制定性能评估标准（迄今为止，亟待解决的一项最紧迫的任务是要求建立一个统一的标准来评估ARBs的性能）；v）机理研究（为了进一步揭示和更好地理解潜在的机制，有必要追踪材料的结构，组成和形态及其相关性的变化）；vi）可穿戴性能（未来MARBs的另一个非常有前途的研究方向是成功地建立或改进将其编织成织物或衣服的技术，以实现良好的可穿戴性能）；vii）市场需求（未来MARBs蓬勃发展的最大推动力可能是经济市场需求）；viii）转向商业应用（目前，大多数MARB仍处于研发阶段，主要是在实验室生产和研究）。

参考文献

Lei Li, et al, Advanced Multifunctional Aqueous Rechargeable Batteries Design: From Materials and Devices to Systems, Adv. Mater. 2021

DOI: 10.1002/adma.202104327

https://doi.org/10.1002/adma.202104327