【论文链接】
https://doi.org/10.1002/aenm.71175
【作者单位】
安阳师范、南京大学
【论文摘要】
纤维状水系锌离子电池（FAZIBs）因其本征安全性、低成本、轻质特性和优异的柔韧性，已被视为可穿戴和柔性电子器件极具前景的供电装置。然而，其实际发展仍受到电化学与力学耦合问题的制约，包括锌枝晶生长、析氢反应、表面钝化、正极材料溶解与脱落，以及形变下的电极/电解液界面分离等。本综述从组成、结构设计、工作原理、失效机制到缓解策略，对FAZIBs的最新进展进行了批判性且全面的概述。首先，系统讨论了FAZIBs的各组成部分，包括纤维状锌负极、纤维状正极、凝胶电解质、封装材料及器件构型。随后，分析了储能与柔韧性相关机制，以阐明电化学行为与力学适应性之间的内在关联。继而，总结了限制FAZIBs性能和耐久性的主要降解途径。进一步重点介绍了代表性策略，包括柔性锌负极的合理设计、凝胶电解质调控、正极稳定化及界面优化。最后，概述了尚存的科学挑战与未来研究方向。这项工作旨在为下一代高能量密度、优异柔韧性及长期稳定性的FAZIBs的合理设计提供有益指导。
【图文摘取】
【主要结论】
本文中纤维状水系锌离子电池（FAZIBs）凭借本征安全性、低成本、可编织性及优异的结构兼容性，已成为下一代柔性储能器件的重要研究方向。
（1）其发展受限于电化学与力学耦合问题，如锌枝晶生长、析氢反应、表面钝化、正极材料溶解脱落及界面分离等。当前研究已从单一材料优化转向多层次协同工程：负极侧通过三维导电骨架、人工界面层、亲锌改性及合金化处理调控锌沉积/剥离行为；凝胶电解质通过功能性添加剂、双网络凝胶及多组分杂化体系优化离子传输与力学缓冲；正极侧借助离子掺杂、表面包覆及柔性导电网络提升结构稳定性。
（2）未来发展方向包括：一是针对纤维曲率效应建立锌负极稳定化策略；二是开发高负载与高柔性兼顾的纤维状正极；三是推进凝胶电解质的多功能集成工程；四是利用AI辅助设计实现预测性优化；五是建立统一的性能评价标准；六是推动从实验室到规模化制造的转变。
本工作FAZIBs正处于从“功能可用”到“可靠稳定”、最终迈向“实际应用”的关键发展阶段。系统总结其关键挑战及相应的解决策略，同时勾勒未来研究方向，不仅将加速FAZIBs自身的进步，也将为智能纺织品、健康监测技术和可穿戴电子的更广泛发展提供重要推动力。
