传统的两电极可再充电锌-空气电池（RZAB）目前具有两个主要问题：（1）空气正极的催化剂对氧还原（ORR）和析氧（OER）反应的要求相反。（2）锌负极处的锌枝晶形成、氢气生成和锌腐蚀。为了解决这些问题，中国科学院深圳先进技术研究院的成会明院士、清华大学深圳国际研究生院的周光敏和Li Jia等开发了一种三电极RZAB（T-RZAB），用于超大放电容量和超长循环寿命的可充电锌-空气电池。
本文要点：
（1）三电极RZAB（T-RZAB）包括疏水放电正极、亲水充电正极和无锌负极。解耦的正极能够实现快速的ORR和OER动力学，并避免ORR催化剂的氧化。
（2）使用镀锡铜泡沫的无锌负极可诱导 (002)Zn平面的生长，抑制析氢并防止Zn腐蚀。因此，T-RZAB具有800 mAh cm−2的高循环放电容量，0.66 V的放电/充电平台低电压间隙，以及在10 mA cm−2电流密度下5220小时的超长循环寿命。
（3）开发了一种大的T-RZAB，其放电容量为每循环10安培小时，并且循环1000小时后没有减少。最后，组装了一个T-RZAB电池组，其能量密度为每公斤151.8瓦时，成本低至为每千瓦时46.7美元。
Zhong, X., Shao, Y., Chen, B., Li, C., Sheng, J., Xiao, X., Xu, B., Li, J., Cheng, H.-M. and Zhou, G. (2023), Rechargeable zinc-air batteries with an ultra-large discharge capacity per cycle and an ultra-long cycle life. Adv. Mater. Accepted Author Manuscript 2301952.
DOI: 10.1002/adma.202301952
https://doi.org/10.1002/adma.202301952
