综述：功能化隔膜策略加速锌离子电池的发展

（编辑推荐）本综述系统总结了锌离子电池（ZIBs）隔膜功能化修饰的最新进展，重点探讨了表面涂层、复合材料集成和结构优化等策略对抑制锌枝晶、加速Zn2+ 传输及减少副反应的作用机制，为高安全、低成本ZIBs的开发提供了理论指导。

　　

引言

随着可再生能源需求增长，锌离子电池（ZIBs）因其高能量密度、环境友好和成本优势成为锂离子电池（LIBs）的潜在替代品。然而，锌负极的枝晶生长、析氢副反应和腐蚀问题严重制约其实际应用。隔膜作为电池关键组件，其功能化修饰被视为解决上述问题的有效策略。

功能化隔膜的修饰策略

表面工程方法

通过涂层技术（如氮改性石墨炔NGDY、垂直石墨烯VG）可调控Zn²⁺
通量分布。例如，Liu等开发的HNTs-GF隔膜通过离子筛效应提升Zn²⁺
迁移数（t_Zn²⁺

=0.71），而Yang等设计的CS@NGDY隔膜利用氮原子加速Zn²⁺
去溶剂化。

复合材料集成

无机-有机杂化材料（如PTFE/FS-Z隔膜）兼具机械强度和离子电导率，其弹性模量达0.96 GPa，可支撑2000倍自重。导电添加剂如MOF（UiO-66）通过Lewis酸性位点定向诱导Zn(002)晶面沉积，抑制枝晶形成。

结构优化

非对称设计（如CF/PVA/ZrO₂
隔膜）通过“机械-电场协同”机制阻断枝晶穿透；三维网状TiO₂
/CNF隔膜则利用多孔结构均匀化离子流。

作用机制与应用

1. 均匀Zn²⁺
   分布：壳聚糖（CS）隔膜的氨基吸附Zn²⁺
   ，实现无枝晶沉积（对称电池循环1000小时）。
2. 加速离子传输：MXene-GF隔膜通过Maxwell-Wagner效应建立内置电场，使Zn²⁺
   迁移数提升至0.69。
3. 抑制副反应：CAU-17隔膜通过羧基重构氢键网络，减少H₂
   O接触，将电池寿命延长至1100小时。

挑战与展望

当前隔膜改性面临制备复杂、成本高等问题。未来需探索智能隔膜（如自修复材料）和绿色经济设计（如工业废料衍生隔膜），结合AI技术优化材料筛选，推动ZIBs商业化进程。

（注：全文严格依据原文缩编，未新增观点或数据）