近日，我院先进材料与能源器件团队在《Materials Today》上以河北大学为第一单位发表综述性文章“Challenges and strategies for constructing stable aluminum metal anodes in rechargeable aluminum-ion batteries”，我院2022级新能源材料与器件专业本科生于佳强与硕士研究生王登科为论文共同第一作者，朱前程博士、张文明教授为共同通讯作者。
目前，锂离子电池是市场上使用最多的能源存储设备，但电极原材料稀缺、制作成本高以及潜在的安全隐患等问题限制了其长远发展。因此，寻找能够代替锂离子电池的新型能源存储体系迫在眉睫。铝具有密度小、成本低和储量丰富等优势，同时，铝电池还展现出高安全性和高理论比容量的优点。然而，铝负极的钝化、腐蚀和枝晶等问题降低了铝电池的循环寿命，阻碍了其商业化进程。此外，铝由于其相对较负的电位值（-1.66V，相对于标准氢电极），其在水系电解质中的可逆性一直存在学术争议，截止目前，尚未有明确结论及相应标准化方案来证明铝在水系电解质中的可逆性。基于以上背景，该综述首先针对铝负极在离子液体与水系环境下的电极衰退机制进行了系统的总结和阐述，其次讨论了建立稳定铝负极和界面的几种主要策略，包括电极结构改性、电解液优化和电极/电解质界面优化等策略。针对水系电解质中铝负极的可逆性这一争议问题，作者们提出了几项用于验证铝负极可逆性的具体标准，为未来水系铝离子电池的可逆性研究提供了可参考的方案。最后，论文进一步阐述了该领域未来研究面临的挑战，并在展望中提出了几点解决铝负极稳定性的可靠方案，为铝金属电池的未来发展提供了研究方向的指导。
该研究工作得到了国家自然科学基金项目、河北省教育厅青年拔尖项目，河北省自然科学基金项目、河北省留学人员资助项目和河北大学高层次人才及生命科学与绿色发展研究院项目的支持。
文章链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1369702125002652
