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侴術(shù)雷/王舜/張旺/王佳兆AFM: 水系儲能新興電化學活化策略研究進展

電化學活化（ECA）策略是一種新興的合成技術(shù)，可以通過原位或非原位電化學處理將惰性或弱活性物質(zhì)轉(zhuǎn)化為高活性材料用于水系儲能。近年來，由于其操作簡便、可變控制、效率高、靈活性強、適用性廣而引起廣泛關注。

在此，溫州大學侴術(shù)雷教授、王舜教授、張旺及澳大利亞伍倫貢大學王佳兆教授等人總結(jié)了ECA策略的最新進展，包括其定義、一般實施方法及基本的活化機制到其在水系電池和電化學電容器中的廣泛應用。多種材料已成功活化，極大地豐富了水系儲能的適用電極材料。

此外，高性能水系儲能裝置在電化學性能（比容量/電容、倍率性能、循環(huán)穩(wěn)定性等）方面也取得了很大的進步。然而，ECA策略的巨大潛力尚未得到充分發(fā)揮，因為它具有操作簡便、易于操作、高效、靈活等優(yōu)點。最重要的是，ECA策略能夠原位電合成一些傳統(tǒng)方法無法獲得的新型電極材料。最后，作者討論了剩余的挑戰(zhàn)、潛在的解決方案和觀點。

圖1. ECA策略的基本機制示意圖

在這個階段，對ECA的更深入理解、其過程的精確控制及其他方面的一些關鍵挑戰(zhàn)仍有待解決：

（1）ECA過程所涉及的內(nèi)在機制仍有待進一步研究。迫切需要原位表征技術(shù)，如原位 XRD、原位拉曼光譜、原位XAS等，用于揭示動態(tài)活化的原位觀測。

（2）目前，大多數(shù)工作都集中在ECA過程中的材料級演化，而很少考慮電解液成分和活化參數(shù)的影響。

（3）在大多數(shù)情況下，形貌、活性物質(zhì)或中心、電化學活性表面積等在整個ECA過程中都會發(fā)生巨大的變化。因此，在未來的研究中如何處理差異和變異值得更多關注。

（4）ECA現(xiàn)象是否有統(tǒng)一的活化機制？這個問題在進一步的研究中值得關注，因為它可能有助于發(fā)展一種新理論。

圖2. 水系儲能ECA策略未來研究中值得關注的四個方面

The Emerging Electrochemical Activation Tactic for Aqueous Energy Storage: Fundamentals, Applications, and Future, Advanced Functional Materials 2022. DOI: 10.1002/adfm.202111720

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