锌离子电池商业化面临诸多挑战，瑞士科学家有望迈出关键一步

锌离子电池商业化面临诸多挑战，瑞士科学家有望迈出关键一步

锌离子电池有很多优点。锌在地壳中储量丰富，价格便宜，回收技术成熟。它们还能储存大量电能，而且不需要高度易燃的有机溶液作为电解质，而是可以使用水基电解质。不过，这项技术距离商业化还有很长的路要走。现在瑞士科学家或许有机会迈出第一步。

锌电池有很多优点，但也有很多缺点。当锌电池以高压充电时，水基电解质会在电极处产生氢气，消耗电解质并导致电池性能下降。该反应会导致电池内压力过大，这是很危险的。另一个问题是，在电池充电过程中会形成尖锐的锌沉积物，然后会刺穿电池隔离膜，造成短路和电池无法继续运行的风险。

虽然科学家曾想过用盐来降低水基电解液的含水量，但这会导致电解液变得粘稠，减慢充放电速度。另外，使用的盐很多都含有“氟”，具有毒性，对环境有害。

因此，瑞士苏黎世联邦理工学院（ETH Zürich）联合多家研究机构，寻找水基锌离子电池的理想盐浓度。

通过计算机模拟，研究团队得出的理想结果并非之前认为的高浓度，而是相对较低的盐分电解质，每个盐分正离子对应约 5 到 10 个水分子。研究人员还使用了环保的醋酸盐。论文主要作者达里奥·戈麦斯 (Dario Gomez) 表示，采用理想浓度的醋酸盐，可以大大减少电解质消耗，并防止锌枝晶的形成。而且，采用新方法，电池可以更快地进行充电和放电。

该团队已经在实验室中测试这款新电池，下一步将扩大规模，看看能否制成大型电池。理想情况下，锌离子电池未来有机会用于电网级储能系统，以及住宅太阳能储能系统。