仿生蜻蜓金属翅脉增强相变材料热性能的电池热管理系统设计与优化

本文创新性地提出一种原位电化学转化激活"死锌"(BZS)的方法，成功解决了空气可充锌基电池(ARAZBBs)面临的两大难题：阴极表面碱性锌盐沉积导致的超短空气充电寿命，以及锌阳极在持续消耗中的严重腐蚀问题。通过氮掺杂分级多孔碳(NHPC)阴极材料，结合独创的"死锌"激活技术，将放电容量从36.8 mAh g?1显著提升至118.9 mAh g?1，为离网供电场景提供了创新解决方案。

　　

研究亮点

严重阻碍ARAZBBs发展的两大挑战

本节深入剖析了空气可充锌基电池(ARAZBBs)面临的核心问题。图1(a)生动展示了ARAZBBs的基本结构和工作原理：由锌阳极和空气可充阴极在ZnSO₄、ZnCl₂等电解液中组装而成。当电池耗尽时，放电态阴极能与空气中O₂自发反应实现自充电。在此过程中，阴极兼具能量转换和存储双重功能，却因碱性锌盐(BZS)的沉积形成"死锌"而快速失效。

结论

总之，ARAZBBs在离网供电领域具有独特优势，但其发展受限于两大难题：阴极表面BZS沉积导致的超短循环寿命，以及锌阳极不可逆电化学腐蚀。本研究提出的原位电化学转化"死锌"激活技术，通过创新性地将BZS中的锌资源回收再利用，既恢复了阴极性能（使容量从36.8提升至118.9 mAh g^?1），又实现了锌阳极的原位修复，为突破该领域技术瓶颈提供了全新思路。

作者贡献声明

周志堂：实验设计、数据获取、论文撰写；寇伟志：数据分析；隋阳阳：材料表征；刘聪：软件支持；李晓歌：实验协助；彭路明：资源支持；丁维平：经费支持；郭雪峰：算法开发；侯文华：课题设计、论文指导。

利益冲突声明

作者声明不存在可能影响研究结果的利益冲突。

致谢

感谢国家自然科学基金(22379063)的资助，以及易测试平台(www.eceshi.com)提供的3D激光共聚焦测试服务。