综述：锌离子电池中的氟化物工程：原理、策略与展望

本综述系统探讨了氟化物工程在锌离子电池（ZIBs）中的多功能作用，从“阳极-界面-电解质-阴极”全链条视角深入分析了其通过界面调控与材料设计抑制枝晶生长、减少副反应、提升离子传输动力学及增强电极稳定性的机制，为高性能ZIBs的设计提供了重要理论依据与技术前景。

氟化物工程在锌离子电池中的多功能角色

锌离子电池（ZIBs）因其高安全性、低成本和高理论容量（820 mA h g⁻¹）被视为下一代储能技术的有力候选者。然而，其实际应用仍面临阳极不规则枝晶生长、氢演化反应（HER）和钝化问题，以及阴极结构稳定性差和动力学缓慢等挑战。本综述从“阳极-界面-电解质-阴极”全系统视角，系统探讨了氟化物工程在ZIBs中的多功能作用，涵盖界面调控与材料设计。

锌阳极的氟化物改性

锌阳极保护策略主要包括阳极材料改进、阳极-电解质界面修饰和电解质优化。氟化物改性通过抑制枝晶生长、减少副反应和增强离子传输动力学来提升性能。具体机制包括提供稳定结构支持长期锌离子沉积/剥离循环、提供丰富的离子传输通道、促进均匀锌沉积以及优化界面离子分布。

界面工程

电极表面钝化产物的形成会导致缺陷钝化层，阻碍电极与电解质的有效相互作用。HER产气会增加电池内部压力，影响安全性和稳定性。锌枝晶生长可能导致内部短路并显著缩短电池循环寿命。氟化物界面工程通过构建富氟固体电解质界面膜（SEI）显著提升锌沉积的均匀性和界面稳定性，包括无机富氟SEI膜、无机-有机复合富氟SEI膜及其两种设计策略。

氟化物电解质

ZIBs中常见电解质包括无机盐（如ZnSO₄、ZnCl₂、Zn(ClO₄)₂和Zn(BF₄)₂）以及有机锌盐（如Zn(OTf)₂和Zn(TFSI)₂）。氟化物电解质除促进氟化SE层形成保护锌阳极外，还在提升电池电化学性能方面展现显著优势，如增强离子电导率和界面稳定性。

阴极的氟化物改性

氟化物在阴极材料中的应用主要涉及阴极材料本身和粘结剂两方面。具体包括阴极材料的氟掺杂改性、氟化物基活性材料以及氟化粘结剂的使用。氟化物作为阴极材料的性能优势主要体现在其强电负性优化电子结构、增强晶格稳定性、降低Zn²⁺脱溶剂化能垒，以及提升工作电压和储能潜力。

总结与展望

氟化物在ZIBs研究中展现出核心优势，但仍面临成本、环境兼容性和大规模制备等挑战。未来需进一步探索氟化物作用机制，开发新型氟化材料，并优化全电池集成设计，以推动高性能ZIBs的实际应用。