KAUST开发新电解质和电极 可使锌离子电池在2000次循环后保持稳定容量

锌离子电池在使用过程中会迅速降解退化，使其发展受限。据外媒报道，阿卜杜拉国王科技大学（KAUST）的研究团队开发了一种新电解质和电极组合，可从不同方面提高锌离子电池的性能，尤其是在多次充放电循环后保持稳定性。

（图片来源：KAUST）

为了解决这些问题，该团队开发了一种盐浓度很高的水电解质。在该溶液中，越多的盐离子与周围水分子结合，能够破坏电极的游离水分子就越少。通常情况下，锌盐在水中的溶解度较低。该团队通过加入钠，以产生含高氯酸锌和高氯酸钠的高浓度电解质。研究人员Zhu表示：“我们发现这种组合提供了非常高的溶解度，可以抑制水分活性。同时，不会降低锌离子电池的关键特性，包括高离子导电性、安全性或环境友好性。”

除了创新电解质，该团队还开发了一种全新纳米纤维基正极材料。研究人员Alshareef表示：“纳米纤维形态能够促进离子扩散，使水性锌离子电池保持更快的充放电速率。”在测试过程中，经过2000多次充电循环，电池几乎未出现容量衰减。“这种电解质和电极组合，有潜力解决传统水性锌离子电池存在的问题。”

连接可再生能源（如太阳能装置或风力田）的固定电池组，是现有化石燃料供电电网转型的关键。笔记本电脑或电动汽车等应用，对电池尺寸和重量要求较高。与这些移动应用中的电池不同，固定电池相对较大且重，因此可能采用替代锂离子电池的可充电电池技术。

以锌离子水基溶液为核心的电池，具有高容量、低成本和无毒等优点，在固定存储方面表现出巨大的潜力。研究负责人、Husam Alshareef团队的研究科学家Yunpei Zhu表示：“但是，循环稳定性低和快速自放电等问题，阻碍了水性锌离子电池的实际应用。这两个问题均与电解质和电极材料设计有关。”水基电解液易导致电池的两个电极出现问题，如正极上产生破坏性副反应，以及负极迅速溶解。