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(xù)性、安全性和成本優(yōu)勢。然而，在使用含水電解質(zhì)的情況下，鋅負極會出現(xiàn)枝晶失效、腐蝕和析氫現(xiàn)象，導致電池性能快速下降。

據(jù)外媒報道，來自中國多家科研機構的研究人員開發(fā)了一種低成本的含水有機電解質(zhì)，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(chǎn)、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(zhì)中的水接觸時，經(jīng)常會出現(xiàn)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(zhì)，但這往往會增加生產(chǎn)成本，而且這樣的電解質(zhì)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(huán)超過4000小時，庫侖效率高達99.4%，并表現(xiàn)出高達5?mAh?cm?2的面積容量。

同樣有趣的是，這種電解質(zhì)可以在廣泛的溫度范圍內(nèi)（-30°C至40°C）運行，并且不會對電池性能產(chǎn)生較大影響。比起使用含水ZnSO4電解質(zhì)的設備，使用這種電解質(zhì)的Zn//V2O5全電池，在容量保持方面表現(xiàn)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：上海錦町新材料科技整理自網(wǎng)絡

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