中南大学周江领衔！华北电力大学吕玮/徐超AEM：自充电水系锌离子电池从材料到系统构建策略

背景: 随着物联网、可穿戴电子设备和分布式传感器的快速发展，对脱离传统电网供电的独立供能系统需求日益迫切。传统电池受限于有限能量存储容量，需要定期充电或更换，成本高且不便。自充电技术通过集成能量采集功能（如光伏、摩擦电、热电等）使电池能自主获取能量并完成原位存储，水系锌离子电池因其高安全性、低成本、环境友好等优势，成为实现自充电功能的理想候选体系。研究目的: 本文系统梳理了自充电水系锌离子电池从材料创新到系统集成的研究进展，重点分析了自充电功能的三种主要实现方式（外部电路连接、一体化集成结构、原位化学反应），探讨了正极材料在自充电模式下的结构演化与容量恢复机制，以及锌负极在非连续充电条件下的枝晶抑制与界面稳定性控制策略，并评估了不同能量采集方式与电池系统的适配性，提出了多层级性能评价指标体系。结论: 本文总结了一体化系统设计中面临的界面工程难题、阻抗匹配矛盾及长期循环稳定性问题，展望了通过材料基因组筛选、仿生结构设计、智能管理系统集成等策略实现高效自充电水系锌电池的发展路径。