大容量、高能量密度的水系锌电池问世

据中科大网站消息，化学与材料学院陈伟教授研究组设计了一种稳定的金属/金属—锌合金异质阻挡层，实现了表面容量大的无锌枝晶的稳定沉积和溶解反应，锌溴电池能量密度高达274Wh/kg此外，大容量锌溴电池表现出优异的循环稳定性，电池模块和光伏板的集成显示了其对可再生能源的储存能力相关研究论文已发表在国际期刊《自然·通讯》上

水基锌电池具有成本低，寿命长，安全性高等特点，是下一代大规模储能电池技术的最强竞争者但锌电池面临一系列问题，严重影响其产业化进程:锌阳极存在枝晶生长，析氢等不可控副反应，限制了电池的循环寿命，锌电池的高正负比和低表面容量降低了电池的能量密度Ah级大容量电池性能及其在储能系统中的应用研究

根据消息显示，本文设计了二维Sb/Sb—Zn合金异质阻挡层，以稳定大表面容量中锌的沉积/溶解Sb/Sb2Zn3异质结界面在锌沉积过程中表现出对锌原子的强吸附和均匀的电场分布，从而在200 mAh/cm2的超高表面容量下实现了无枝晶锌沉积/溶解此外，通过异质结构界面修饰的无锌负极与溴正极结合，组装成无负极的锌溴电池，表现出274 Wh/kg的理论能量密度和62Wh/kg的实际能量密度容量为500 mAh的大容量锌溴电池表现出超过400次稳定循环进一步放大到1.5Ah的电池在不同串并联形式下显示出优异的放电电压和效率此外，能量为9 Wh 的锌溴电池模块与光伏板的集成展示了其实际的可再生能源存储能力

据介绍，通过设计金属/金属—锌合金异质结界面，获得了性能优异的无负极锌溴电池，这将为锌电池在大规模储能方面的应用开辟新的途径。