综述：通过集流体设计实现可逆锌负极：进展与展望

这篇综述系统总结了水系锌离子电池（AZIBs）锌负极集流体的最新研究进展，重点探讨了金属基（Cu/Al/Ag/Ti/SS）、碳基和聚合物基集流体的设计策略，提出了通过调控电沉积行为和界面化学实现高可逆性锌负极的优化路径，为AZIBs的商业化应用提供了重要指导。

　　

锌负极的挑战与集流体设计需求

水系锌离子电池（AZIBs）因其高安全性和成本优势成为下一代储能系统的研究热点，但锌负极的枝晶生长和副反应严重制约其发展。集流体作为连接活性材料与外电路的桥梁，其结构和性能显著影响锌沉积行为。理想的集流体需兼具高导电性、耐腐蚀性和适宜的锌亲和性，而传统材料往往难以同时满足这些要求。

金属基集流体的突破性进展

铜基集流体通过晶面调控实现定向沉积，如Cu(111)晶面与Zn(002)的晶格失配仅1.6%，可诱导致密锌层形成。石墨烯包覆和3D打印技术进一步优化了铜基体的界面电场分布。铝基集流体凭借轻量化优势备受关注，但需通过铌涂层等策略解决表面氧化层的锌疏性问题。银纳米线气凝胶（AgNWA）凭借低界面能实现超高电流密度（30 mA cm^-2）下的稳定循环，而钛箔的卓越耐酸性使其成为苛刻条件下的优选。

碳基材料的创新设计

氮掺杂石墨烯纤维网络（GFs）与垂直排列石墨烯阵列（VGs）构建的三维多孔框架，通过COMSOL模拟证实可均匀化离子通量。磷掺杂碳纳米管通过降低Zn(101)/Zn(002)混合相的吸附能，形成类似"混凝土板"的稳定结构。锡嵌入中空碳纤维（Sn@NHCF）则利用空间限域效应缓冲体积膨胀，其弱电催化特性还能抑制析氢反应（HER）。

聚合物基集流体的柔性突破

聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）和聚酰亚胺（PI）基集流体为可穿戴设备提供解决方案。电致变色聚吡咯（PPy）涂层赋予电池短路可视化预警功能，而PI-COF材料的规整纳米通道可实现Zn²⁺快速传输（4000次循环容量保持率85%）。

未来发展方向

铝集流体的商业化应用仍需解决腐蚀难题，脉冲电沉积等新型沉积模式可突破基底热力学限制。机器学习辅助材料筛选和原位监测技术的结合，将推动集流体设计进入智能化时代。值得注意的是，当前研究需在低锌容量、高阴极负载等苛刻条件下评估负极性能，以更贴近实际应用需求。