杨全红/於曉亮/梁庆华AM综述：实用碱金属-空气电池，阳极稳定化策略回顾！

第一作者：Bingcheng Ge

通讯作者：於曉亮，杨全红，梁庆华

通讯单位：香港理工大学，天津大学，中科院赣江创新研究院

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碱金属-空气电池（AMABs）以其超高的比能量密度而备受期待，但固有的循环稳定性差限制了它们的实际应用。为了应对这一挑战，以往的研究大多致力于提高空气阴极的电催化活性。

然而，最近的研究表明，阳极周围的固-液-气三相界面的作用远比科学界先前认识的要重要。除了传统碱金属电池中无法控制的枝晶生长和产气问题，AMABs中的腐蚀性气体、中间氧物种和氧化还原介质会对阳极造成更严重的腐蚀和结构崩塌，给阳极三相界面的稳定化带来了更大的挑战。

本工作旨在为耐用AMABs的阳极界面工程提供及时的视角。以锂-空气电池为典型例子，我们对最新发展的阳极稳定化策略进行了关键性回顾，包括制定新型电解液以构建保护性相间相和减轻腐蚀性攻击，制造先进的阳极以提高其抗腐蚀能力，以及设计功能性分离器以屏蔽腐蚀性物种。

最后，我们强调了阳极界面工程前景中仍然存在的科学和技术问题，特别是材料系统工程，以促进AMABs的实际应用。

图文导读

图1：展示了不同高能量电池技术的能量密度比较，以及AMABs阳极稳定化的主要进展。

图2：展示了AMABs阳极三相界面稳定化的挑战，包括两相和三相界面反应的对比。

图3：展示了液体电解质添加剂如何诱导形成保护性的SEI层，以稳定LABs的阳极界面。

图4：展示了在液体电解质中使用抗腐蚀添加剂以稳定LABs阳极界面的效果。

图5：展示了构建固态聚合物电解质以稳定LABs阳极界面的策略。

图6：展示了构建陶瓷固态电解质以稳定LABs阳极界面的策略。

图7：展示了通过在CO₂中预循环锂阳极来构建人工SEI层的方法。

图8：展示了通过化学反应构建人工SEI层以稳定LABs阳极界面的策略。

图9：展示了设计含锂阳极以稳定LABs阳极界面的方法。

图10：展示了设计功能性分离器以稳定LABs阳极界面的策略。

图11：展示了在Na/K-空气电池中稳定阳极界面的实例。

总结展望

本文总结了提高AMABs阳极界面稳定性的多种策略，包括电解液配方、人工SEI层构建、阳极结构设计和功能性分离器设计。这些策略显著提升了AMABs的循环稳定性和能量效率。尽管取得了一定的进展，但阳极的稳定性仍然是AMABs实用化的一个挑战。

未来的研究需要从系统工程的角度出发，综合考虑各个组件的设计，以实现更稳定、更耐用的AMABs。

文献信息

标题：Engineering Triple-Phase Interfaces around the Anode towards Practical Alkali Metal-Air Batteries

期刊：Advanced Materials