journal article·2026

Towards high-energy-density aqueous Zn-ion batteries: from fundamental challenges to integrated design strategies

Chaowei Li, Yinhao Xiao, Xiaoge Li, Haili Hou, Fengjun Hou, Jingchao Zhang, Daojun Zhang, Weimin Du

Journal of Materials Chemistry A· Volume 14· Issue 39
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Abstract

Aqueous Zn-ion batteries (AZIBs) offer safe, low-cost energy storage, but their energy density is limited by cathode instability, anode irreversibility, and side reactions. This review provides strategic directions toward high-energy-density AZIBs.
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Source: crossref · Quality: short

Research context

OpenAlex topics: Advanced battery technologies research · Membrane-based Ion Separation Techniques · Chemical and Physical Properties in Aqueous Solutions

SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.

Affiliations

Henan Key Laboratory of New Optoelectronic Functional Materials, Henan Province Engineering Research Center of Chemical Energy-Saving Material Development and Application, College of Chemistry and Chemical Engineering, Anyang Normal University, Anyang, Henan, 455000, China

National Laboratory of Solid State Microstructures, College of Engineering and Applied Sciences, Jiangsu Key Laboratory of Artificial Functional Materials, Collaborative Innovation Center of Advanced Microstructures, Nanjing University, Nanjing 210093, Jiangsu, China

Funding

National Natural Science Foundation of China · Nanjing University

References (100+)

Show source-provided references
1. Dunn · Science · 2011 · 334 · 92810.1126/science.1212741 ↗
2. Chu · Nature · 2012 · 488 · 29410.1038/nature11475 ↗
3. Albertus · Joule · 2020 · 4 · 2110.1016/j.joule.2019.11.009 ↗
4. Song · Adv. Funct. Mater. · 2018 · 28 · 180256410.1002/adfm.201802564 ↗
5. Ramachandran · Mater. Today Adv. · 2026 · 29 · 10067510.1016/j.mtadv.2025.100675 ↗
6. Kumar · J. Power Sources · 2026 · 665 · 23902710.1016/j.jpowsour.2025.239027 ↗
7. Kumar · J. Energy Storage · 2025 · 121 · 11650710.1016/j.est.2025.116507 ↗
8. Zeng · Energy Storage Mater. · 2019 · 20 · 41010.1016/j.ensm.2019.04.022 ↗
9. Suo · Science · 2015 · 350 · 93810.1126/science.aab1595 ↗
10. Zhang · Angew. Chem., Int. Ed. · 2019 · 58 · 1584110.1002/anie.201907830 ↗
11. Huang · Angew. Chem., Int. Ed. · 2019 · 58 · 431310.1002/anie.201814653 ↗
12. Farooq · ChemSusChem · 2024 · 17 · e20230194210.1002/cssc.202301942 ↗
13. Zhang · Mater. Sci. Eng. R Rep. · 2025 · 165 · 10101210.1016/j.mser.2025.101012 ↗
14. Wan · Nat. Commun. · 2018 · 9 · 165610.1038/s41467-018-04060-8 ↗
15. Pan · Nat. Energy · 2016 · 1 · 1603910.1038/nenergy.2016.39 ↗
16. Li · Energy Environ. Mater. · 2021 · 4 · 11110.1002/eem2.12108 ↗
17. Yang · Adv. Mater. · 2019 · 31 · 190377810.1002/adma.201903778 ↗
18. Ma · Nat. Energy · 2020 · 5 · 74310.1038/s41560-020-0674-x ↗
19. Zhao · Mater. Today Energy · 2025 · 53 · 10204210.1016/j.mtener.2025.102042 ↗
20. Deng · Mater. Today · 2025 · 91 · 4310.1016/j.mattod.2025.11.003 ↗
21. Tang · Adv. Mater. · 2025 · 37 · 250136110.1002/adma.202501361 ↗
22. Zhu · Angew. Chem., Int. Ed. · 2025 · 64 · e20251623310.1002/anie.202516233 ↗
23. Kumar · J. Energy Storage · 2024 · 97 · 11282610.1016/j.est.2024.112826 ↗
24. Anil Kumar · Dalton Trans. · 2023 · 52 · 858010.1039/D3DT00325F ↗
25. Jayanthi · Processes · 2024 · 12 · 217410.3390/pr12102174 ↗
26. Anil Kumar · Sustain. Energy Fuels · 2026 · 10 · 238310.1039/D6SE00044D ↗
27. Ramachandran · J. Mater. Chem. A · 2025 · 13 · 1285510.1039/D5TA01344E ↗
28. Kao · Adv. Energy Mater. · 2025 · 15 · 250120110.1002/aenm.202501201 ↗
29. Lv · eScience · 2025 · 5 · 10041010.1016/j.esci.2025.100410 ↗
30. Berg · J. Electrochem. Soc. · 2015 · 162 · A246810.1149/2.0081514jes ↗
31. Nanda · ECS Meeting Abstracts · 2015 · MA2015-02 · 43810.1149/MA2015-02/6/438 ↗
32. Lee · EES Batteries · 2025 · 1 · 139810.1039/D5EB00142K ↗
33. Li · EES Batteries · 2026 · 2 · 6010.1039/D5EB00159E ↗
34. Kou · Chin. Chem. Lett. · 2025 · 36 · 11036810.1016/j.cclet.2024.110368 ↗
35. Chao · Sci. Adv. · 2020 · 6 · eaba409810.1126/sciadv.aba4098 ↗
36. Chen · Angew. Chem., Int. Ed. · 2025 · 64 · e20251063810.1002/anie.202510638 ↗
37. Shen · Chem.–Asian J. · 2026 · 21 · e7064310.1002/asia.70643 ↗
38. Khan · Small · 2025 · 21 · 250417010.1002/smll.202504170 ↗
39. Jian · J. Energy Chem. · 2025 · 111 · 84710.1016/j.jechem.2025.08.011 ↗
40. Yang · Angew. Chem., Int. Ed. · 2025 · 64 · e20241939410.1002/anie.202419394 ↗
41. Wu · Rare Met. · 2025 · 44 · 717310.1007/s12598-025-03430-8 ↗
42. Zhang · Rare Met. · 2025 · 44 · 847610.1007/s12598-025-03498-2 ↗
43. Moses · J. Energy Storage · 2026 · 141 · 11937710.1016/j.est.2025.119377 ↗
44. Samanta · ACS Appl. Electron. Mater. · 2023 · 5 · 10010.1021/acsaelm.2c01355 ↗
45. Chang · Small · 2025 · 21 · e0754610.1002/smll.202507546 ↗
46. Zhu · Rare Met. · 2021 · 40 · 30910.1007/s12598-020-01588-x ↗
47. Wu · J. Mater. Chem. A · 2025 · 13 · 3888710.1039/D5TA06707C ↗
48. Chen · J. Mater. Chem. A · 2024 · 12 · 1896810.1039/D4TA02133A ↗
49. Zhang · J. Mater. Chem. A · 2021 · 9 · 763110.1039/D1TA00263E ↗
50. Hao · Energy Environ. Sci. · 2020 · 13 · 391710.1039/D0EE02162H ↗
51. Ye · Energy Storage Mater. · 2020 · 32 · 29010.1016/j.ensm.2020.07.011 ↗
52. Zhang · Energy Environ. Sci. · 2023 · 16 · 324010.1039/D3EE01344H ↗
53. Yuan · Angew. Chem., Int. Ed. · 2024 · 63 · e20231605510.1002/anie.202316055 ↗
54. Li · Adv. Funct. Mater. · 2024 · 34 · 230129110.1002/adfm.202301291 ↗
55. Huang · Nat. Commun. · 2018 · 9 · 290610.1038/s41467-018-04949-4 ↗
56. Zhang · Angew. Chem., Int. Ed. · 2023 · 62 · e20231316310.1002/anie.202313163 ↗
57. Li · Adv. Funct. Mater. · 2025 · 35 · 242375510.1002/adfm.202423755 ↗
58. Zhao · Energy Storage Mater. · 2024 · 67 · 10326810.1016/j.ensm.2024.103268 ↗
59. Yao · Angew. Chem., Int. Ed. · 2023 · 62 · e20231525710.1002/anie.202315257 ↗
60. Liang · Adv. Funct. Mater. · 2025 · 35 · 250113510.1002/adfm.202501135 ↗
61. Zhang · Angew. Chem., Int. Ed. · 2023 · 62 · e20221565410.1002/anie.202215654 ↗
62. Wang · J. Am. Chem. Soc. · 2025 · 147 · 4129710.1021/jacs.5c08301 ↗
63. Lee · ChemSusChem · 2016 · 9 · 294810.1002/cssc.201600702 ↗
64. Wu · Energy Environ. Sci. · 2020 · 13 · 432210.1039/D0EE02168G ↗
65. Mateos · ACS Appl. Energy Mater. · 2020 · 3 · 761010.1021/acsaem.0c01039 ↗
66. Moon · Advanced Science · 2021 · 8 · 200371410.1002/advs.202003714 ↗
67. Wu · ACS Appl. Energy Mater. · 2021 · 4 · 1226710.1021/acsaem.1c02064 ↗
68. Fitz · ChemElectroChem · 2021 · 8 · 355310.1002/celc.202100888 ↗
69. Aguilar · Energy Storage Mater. · 2022 · 53 · 23810.1016/j.ensm.2022.08.043 ↗
70. Cui · Adv. Energy Mater. · 2024 · 14 · 230265510.1002/aenm.202302655 ↗
71. Chen · Adv. Mater. · 2022 · 34 · 210909210.1002/adma.202109092 ↗
72. Wu · J. Am. Chem. Soc. · 2022 · 144 · 2340510.1021/jacs.2c09477 ↗
73. Ye · Energy Environ. Sci. · 2023 · 16 · 101610.1039/D3EE00018D ↗
74. Shao · Angew. Chem., Int. Ed. · 2025 · 64 · e20251342210.1002/anie.202513422 ↗
75. Li · Nano Energy · 2022 · 100 · 10753910.1016/j.nanoen.2022.107539 ↗
76. Zhang · Chem. Soc. Rev. · 2020 · 49 · 420310.1039/C9CS00349E ↗
77. Kundu · Nat. Energy · 2016 · 1 · 1611910.1038/nenergy.2016.119 ↗
78. Guozhao · ACS Energy Lett. · 2018 · 3 · 248010.1021/acsenergylett.8b01426 ↗
79. Yang · Energy Environ. Sci. · 2018 · 11 · 315710.1039/C8EE01651H ↗
80. Zhao · Adv. Funct. Mater. · 2023 · 33 · 221141210.1002/adfm.202211412 ↗
81. Jia · Mater. Today Energy · 2022 · 28 · 10106310.1016/j.mtener.2022.101063 ↗
82. Li · Nano Energy · 2021 · 85 · 10596910.1016/j.nanoen.2021.105969 ↗
83. Liu · ChemNanoMat · 2020 · 6 · 155310.1002/cnma.202000384 ↗
84. Liu · Energy Environ. Sci. · 2019 · 12 · 227310.1039/C9EE00956F ↗
85. Ma · Adv. Funct. Mater. · 2019 · 29 · 190614210.1002/adfm.201906142 ↗
86. Zhao · Energy Storage Mater. · 2021 · 38 · 39710.1016/j.ensm.2021.03.005 ↗
87. Liu · Adv. Mater. · 2020 · 32 · 200111310.1002/adma.202001113 ↗
88. Jia · Nano-Micro Lett. · 2024 · 16 · 12910.1007/s40820-024-01339-y ↗
89. Liu · ACS Nano · 2025 · 19 · 913210.1021/acsnano.4c18250 ↗
90. Ren · Coord. Chem. Rev. · 2024 · 510 · 21583310.1016/j.ccr.2024.215833 ↗
91. Zeng · Angew. Chem., Int. Ed. · 2022 · 61 · e20221203110.1002/anie.202212031 ↗
92. Miao · Energy Storage Mater. · 2022 · 49 · 44510.1016/j.ensm.2022.04.032 ↗
93. Shi · Angew. Chem., Int. Ed. · 2024 · 63 · e20241157910.1002/anie.202411579 ↗
94. Wang · Angew. Chem., Int. Ed. · 2025 · 64 · e20241639210.1002/anie.202416392 ↗
95. Cui · Angew. Chem., Int. Ed. · 2022 · 61 · e20220345310.1002/anie.202203453 ↗
96. Huang · Energy Storage Mater. · 2022 · 46 · 24310.1016/j.ensm.2022.01.012 ↗
97. Duan · Angew. Chem., Int. Ed. · 2023 · 62 · e20230275410.1002/anie.202302754 ↗
98. Ma · Chem. Sci. · 2025 · 16 · 598610.1039/D5SC00311C ↗
99. Hu · Nat. Chem. · 2025 · 17 · 131310.1038/s41557-025-01866-0 ↗
100. Song · Chem. Sci. · 2025 · 16 · 1654210.1039/D5SC05022G ↗