天津大學的翁哲、楊全紅和合作者設計出一種新的電池，可提高水系鋅離子電池的性能，降低其制造成本。研究結果顯示出開發兼具安全性、高性能和可持續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品和電動汽車中使用的傳統鋰離子電池的潛力。 相關結果12月3日發表于《自然—可持續性》。
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的選擇，取代便攜式電子產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——電解液是電池中能讓離子導電的液體。這些挑戰包括鋅沉積不均勻、產生氫氣和電極腐蝕的風險，這些風險都會導致電池性能快速退化。
翁哲、楊全紅等設計了一種由水合鋅鹽構成的新的電解液，其內部的少量水在克服與水系鋅離子電池相關的安全性和技術性問題上起到了關鍵作用，同時不易燃。他們還詳細闡述了這種電解液在設計上相較于鋅離子電池常用電解液的成本競爭優勢。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的Florencio Santos和Antonio Fernandez Romero在一篇同時發表的評論文章中強調，雖然性能有待進一步優化，但這項研究“利用一種廉價、環保的電解液解決了鋅電池的幾大關鍵問題”。文章還認為，“將來有望在這一貢獻的基礎上制造并使用可靠、可負擔的電池，推動人類社會向可持續未來的轉型”。
相關論文信息：
https://doi.org/10.1038/s41893-021-00800-9
https://doi.org/10.1038/s41893-021-00834-z
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