哈工大全媒体（阚思邈 胡琼蕾/文 胡琼蕾/图）近日，机电工程学院、哈工大郑州高等研究院杨立军教授团队和化工与化学学院范立双副教授在《材料科学与工程 R：报告》（Materials Science & Engineering R: Reports）上发表题为《锌阳极微结构工程：加速高性能电池制造与产业化部署》（Microstructural engineering of zinc anodes: Expediting the fabrication and industrial-scale deployment of high-performance batteries）的综述文章，系统阐述了锌阳极微观结构设计、先进制造技术及其产业化前景，重点突出超快激光加工在推动高性能锌基储能器件发展中的关键作用。
锌基储能器件阳极制造策略及应用场景
锌基储能器件因其高安全性、环境友好性和低成本优势，被视为下一代高功率密度、可持续电化学储能系统的理想候选者。然而，锌阳极在实际应用中仍受限于枝晶生长、界面副反应等问题，制约其大规模商业化进程。传统加工技术受限于精度与灵活性，难以实现锌阳极微纳结构的精确调控与大面积均匀制备。
该综述系统梳理了锌阳极失效机制，并围绕“结构调控-性能优化-规模化制造”的研究范式，全面总结了基于物理、化学及印刷等原理的传统微纳制造策略及其局限性。文章重点指出，超快激光（飞秒/皮秒激光）凭借其亚微米级精度、非热“冷加工”特性及三维异质结构构建能力，能够实现锌箔表面微纳结构的定制化构筑，为锌沉积动力学与热力学的协同优化提供了创新技术路径。文章进一步分析比较了各类微纳制造技术在环境友好性、加工成本、结构稳定性、制造效率及工艺复杂度等方面的表现，指出超快激光加工在三维结构完整性、形貌精度与非接触加工准确性方面具有不可替代的综合优势。随着激光技术产业化进程加速与市场需求持续增长，超快激光加工成本有望进一步优化，为其在柔性电子、微能源等特定场景的商业化应用提供可靠支撑。展望未来，研究团队提出三个关键发展方向：仿生纳米结构设计机制引导下的精细化实施；面向产业部署的智能制造框架建立；极端环境服役性能评估体系构建。
超快激光制备锌阳极的技术可行性及规模化制备潜力分析
超快激光制备锌阳极产业化发展技术路线图
该工作系统论证了超快激光微纳制造技术在推动锌阳极微观工程从实验室研究走向产业化应用中的重要潜力，为下一代高性能、长寿命锌基储能器件的开发与规模化部署提供了重要的理论指导与技术路线图。
哈工大机电工程学院为第一通讯单位，哈工大郑州高等研究院为第二通讯单位。郑州高等研究院刘亚楠副研究员，机电工程学院丁烨副教授、杨立军教授，化工与化学学院范立双副教授为论文共同通讯作者。郑州高等研究院博士生胡琼蕾为论文第一作者。材料科学与工程学院徐杰教授，郑州高等研究院博士生史向前，硕士生陈晨、郭士超参与相关研究工作。
该研究获国家自然科学基金、国家重点研发计划、黑龙江省春雁科技人才支持计划、河南省自然科学基金、中国博士后科学基金、哈工大郑州高等研究院科研启动基金等项目支持。
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.mser.2025.101175