来源：水系能源

01 全文摘要

水系锌离子电池(AZIBs)因其高安全性、低成本和环境友好性而被认为是大规模储能的有前途的候选者。AZIBs的大规模应用将不可避免地产生大量的废旧AZIBs，这不仅会造成资源浪费，还会带来环境风险。因此，必须考虑可持续的AZIBs，以最大限度地降低环境污染的风险，并最大限度地利用废化合物。在此，本小型综述重点关注AZIBs从材料设计和回收技术的可持续性。讨论了AZIBs的结构和降解机理，以指导材料的回收设计。随后，进一步分析了AZIBs中组件材料的可持续性，以预先评估其回收行为，并指导选择更具可持续性的组件材料，包括阴极、Zn阳极和水性电解质中的活性材料。根据组件材料的特点，进一步提出相应的绿色和经济途径，分别实现正极、Zn负极和电解质中活性材料的回收利用。这些先进的技术赋予了组件材料的高效和闭环控制，确保AZIBs将成为可持续储能设备的有前途的候选者。

02 图文速递

图1：回收过程的闭环控制使水系锌离子电池更具可持续性

图2：AZIBs回收的示意图

图3：锰/钒氧化物基电极在AZIBs中的回收利用原理图

图4：有机材料在AZIBs中的循环利用示意图

图5：AZIBs中阳极材料回收的示意图

图6：AZIBs中水性电解质的再循环示意图

03 观点总结

近年来大规模固定储能的蓬勃发展增加了对可充电电池的大量需求，以转向高安全，无毒和环保的设备。由于其组件的特性，可充电AZIBs能够满足这些要求。废AZIBs的回收利用对于避免资源(Zn, Mn和V)的浪费和解决环境问题至关重要。本文综述了AZIBs的材料结构和降解机理，以指导材料的回收利用。AZIBs中组件材料的可持续性进一步得到解决，以预评估其回收的可行性，并协助选择更具可持续性的组件材料，分别包括阴极、锌阳极和水性电解质中的活性材料。显然，V/Mn基氧化物和Zn基阳极主要来源于矿产资源。矿产资源的大规模利用将带来资源短缺和环境风险。与过渡金属基电极材料相比，有机化合物往往表现出优异的资源可再生性。不幸的是，它们的合成技术通常既耗时又昂贵。在电解质方面，Zn(CF3SO3)2电解质通常会发生严重的水解，而ZnSO4电解质将是理想的候选，因为SO42-离子无毒且环保。根据组成材料的特点，进一步提出了各种绿色经济的方法(如湿法冶金、电沉积、生物辅助降解和光化学合成)来实现阴极、锌阳极和电解质中活性物质的回收利用。显然，得益于材料设计和先进的回收技术，V、Mn、Zn的回收效率普遍较高，实现了闭环控制，极大地弥补了原材料短缺，促进了AZIBs中组件材料的可持续性。因此，AZIBs将是可持续的固定式储能装置的有前途的候选者。

04 原文链接

Towards More Sustainable Aqueous Zinc-Ion Batteries

Jiacai Zhu，Zhiwei Tie，Songshan Bi，Zhiqiang Niu*

https://doi.org/10.1002/anie.202403712