蓋世汽車訊 水性鋅電池一直被視為鋰離子電池的潛在替代品，因其具有更高的可持續性、安全性和成本優勢。然而，在使用含水電解質的情況下，鋅負極會出現枝晶失效、腐蝕和析氫現象，導致電池性能快速下降。
（圖片來源：researchgate）
據外媒報道，來自中國多家科研機構的研究人員開發了一種低成本的含水有機電解質，包括水合Zn(BF4)2鹽和乙二醇溶劑。這能促使電極上形成ZnF2鈍化層，保護鋅免受枝晶生長和副反應的影響，同時具有出色的不燃性。
研究人員指出，在便攜式設備和電動汽車中，鋰離子電池得到廣泛應用，但這種電池在生產、使用和處理過程中存在風險。相比之下，鋅的毒性較小，成本較低，而且更便于回收利用。然而，當鋅與電解質中的水接觸時，經常會出現問題，導致電池短路甚至起火。其他人也曾嘗試使用無水電解質，但這往往會增加生產成本，而且這樣的電解質也不是良好的離子導體，在某些情況下，還非常危險。
該團隊找到了一種用鋅而不是鋰離子制造電池的方法，但不存在鋅電池的常見問題。值得一提的是，在這項研究中展示的鋅負極，可在0.5?mA?cm?2的電流密度下長期循環超過4000小時，庫侖效率高達99.4%，并表現出高達5?mAh?cm?2的面積容量。
同樣有趣的是，這種電解質可以在廣泛的溫度范圍內（-30°C至40°C）運行，并且不會對電池性能產生較大影響。比起使用含水ZnSO4電解質的設備，使用這種電解質的Zn//V2O5全電池，在容量保持方面表現更好。
這種方法顯示出制造鋰離子電池可行替代品的前景。但是，研究人員承認，還需要努力提高電流密度和容量，以使此類電池符合當前標準。
來源：蓋世汽車
作者：Elisha
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