天津大學(xué)的翁哲、楊全紅和合作者設(shè)計出一種新的電池，可提高水系鋅離子電池的性能，降低其制造成本。研究結(jié)果顯示出開發(fā)兼具安全性、高性能和可持續(xù)性的實用鋅離子電池的可行性，凸顯出這種電池取代便攜式電子產(chǎn)品和電動汽車中使用的傳統(tǒng)鋰離子電池的潛力。 相關(guān)結(jié)果12月3日發(fā)表于《自然—可持續(xù)性》。
近來，越來越多的目光聚焦在將水系鋅離子電池作為一個更可持續(xù)的選擇，取代便攜式電子產(chǎn)品和電動汽車中使用的鋰離子電池，這是因為鋅比鋰更安全，性價比更高，環(huán)境兼容性也更好。但在鋅離子電池中使用水系電解液仍存在挑戰(zhàn)——電解液是電池中能讓離子導(dǎo)電的液體。這些挑戰(zhàn)包括鋅沉積不均勻、產(chǎn)生氫氣和電極腐蝕的風(fēng)險，這些風(fēng)險都會導(dǎo)致電池性能快速退化。
翁哲、楊全紅等設(shè)計了一種由水合鋅鹽構(gòu)成的新的電解液，其內(nèi)部的少量水在克服與水系鋅離子電池相關(guān)的安全性和技術(shù)性問題上起到了關(guān)鍵作用，同時不易燃。他們還詳細闡述了這種電解液在設(shè)計上相較于鋅離子電池常用電解液的成本競爭優(yōu)勢。而且，研究演示的電池不僅在室溫下性能出色，在-30℃至40℃的溫度范圍下性能同樣出色。
西班牙卡塔赫納理工大學(xué)的Florencio Santos和Antonio Fernandez Romero在一篇同時發(fā)表的評論文章中強調(diào)，雖然性能有待進一步優(yōu)化，但這項研究“利用一種廉價、環(huán)保的電解液解決了鋅電池的幾大關(guān)鍵問題”。文章還認為，“將來有望在這一貢獻的基礎(chǔ)上制造并使用可靠、可負擔(dān)的電池，推動人類社會向可持續(xù)未來的轉(zhuǎn)型”。
