在全球能源转型的背景下，储能技术的重要性日益凸显。锌溴液流电池（Zinc-Bromine Flow Batteries, ZBFBs）作为一种高效、可持续的中长时储能技术，因其高能量密度、长寿命和低成本而备受关注。ZBFBs通过使用锌和溴作为活性材料，在电解质溶液中存储和释放能量，具有显著的优势，但也面临着一些技术挑战。
锌溴液流电池的基本工作原理是通过锌和溴的氧化还原反应来存储和释放能量。在充电过程中，锌离子在负极沉积，溴离子在正极被氧化成溴分子，随后与溶液中的溴离子络合形成多溴化物。在放电过程中，这一过程逆转，释放出电能。尽管ZBFBs具有许多优点，但在实际应用中也面临一些挑战，如锌枝晶的形成、溴的扩散和自放电现象等。
隔膜在ZBFBs中起着至关重要的作用，主要负责抑制正极
电解液中溴的扩散，同时保持正负极电解液之间的离子平衡。近年来，研究人员在隔膜改性方面取得了显著进展，通过引入新的材料和结构设计，提升了隔膜的性能。
改善锌沉积：研究人员通过设计新的隔膜结构或引入新的材料，改善了锌的沉积均匀性，减少了锌枝晶的形成。例如，采用季铵化聚砜（QNPSU）复合膜和多孔聚烯烃/聚乙二醇（PEG）复合膜，显著提高了锌的沉积均匀性和电池的循环稳定性。
改善导电性和离子交换速率：通过在隔膜中引入导电材料或优化隔膜的孔隙结构，研究人员成功提高了隔膜的离子传输速率和导电性能。例如，采用Nafion树脂填充的多孔膜和两性功能化二氧化硅（Am-SiO2）复合隔膜，显著降低了电池的内阻，提高了能量效率。
改善力学性能：为了提高隔膜的机械强度，研究人员在传统隔膜材料中加入了
纳米材料，增强了隔膜的抗穿刺能力和耐久性。例如，采用氮化硼纳米片（BNNSs）和磺化聚醚醚酮（SPEEK）复合隔膜，显著提高了隔膜的机械性能和化学稳定性。
改善溴捕获或阻断能力：通过在隔膜中引入溴络合剂或设计新型的复合结构，研究人员成功提高了隔膜对溴的捕获和阻断能力。例如，采用金属有机骨架（MOF）材料和氨基功能化UiO-66复合隔膜，显著降低了溴的扩散速率，减少了自放电现象。
电解液技术研究进展
电解液在ZBFBs中起着储存活性物质和传输离子的关键作用。近年来，研究人员在电解液优化方面也取得了显著进展，通过引入支撑电解质、有机添加剂和金属离子，提升了电解液的性能。
改善导电性能：通过在电解液中加入高离子电导率的支撑电解质，如氯化钾（KCl）和氯化铵（NH4Cl），研究人员显著提高了电解液的导电性能，降低了电池的内阻。
改善锌沉积：通过在电解液中加入有机添加剂和金属离子，研究人员改善了锌的沉积均匀性，减少了锌枝晶的形成。例如，采用甲磺酸（MSA）和高氯酸锌（Zn(ClO4)2）作为添加剂，显著提高了锌的沉积均匀性和电池的循环稳定性。
溴络合剂的研究进展：通过在电解液中加入溴络合剂（BCA），研究人员成功抑制了溴的扩散和自放电现象。例如，采用N-乙基-N-甲基-吡咯烷溴化物（MEP-Br）和聚氧乙烯（20）山梨醇单月桂酸酯（Polysorbate 20）作为BCA，显著提高了电池的性能和稳定性。
改善电解液流速：通过优化电解液的流速，研究人员改善了电解液的传输效率，减少了电池内部的浓度极化现象。例如，采用100 mL/min的流速，显著提高了电池的放电容量和能量效率。
锌溴液流电池作为一种高效、可持续的中长时储能技术，因其高能量密度、长寿命和低成本而备受关注。本文综述了锌溴液流电池的基本工作原理、应用背景，着重总结了隔膜和电解液的优化策略及最新的发展潜力。通过分析隔膜在缓解锌枝晶现象、提升捕获溴能力、提升力学性能、提高离子交换率和导电能力方面的修饰技术发展现状，以及电解液在缓解锌枝晶、提升电导率及流速影响方面的优化，本文旨在为研究人员提供锌溴电池领域的最新进展，以指引未来的研究方向和技术突破。未来的研究应继续关注材料创新、系统集成和规模化应用，以制备高性能、低成本的锌溴液流电池，推动其在长时储能领域的广泛应用。
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