新的保护层可以将锌电池的寿命延长几个数量级

向可再生能源的过渡需要有效的方法来储存大量的电能。慕尼黑工业大学 (TUM) 的研究人员开发出了一种新方法，可以将水性锌离子电池的使用寿命延长几个数量级。它们现在可以承受数十万次充电和放电循环，而不是仅仅持续几千次。

这项创新的关键是电池锌阳极的特殊保护层。该保护层解决了之前的问题，例如状锌结构(称为锌枝晶)的生长，以及引发氢气形成和腐蚀的有害化学副反应。

该研究团队由慕尼黑工业大学自然科学学院无机和金属有机化学系主任 Roland A. Fischer 教授领导，他们为此使用了一种独特的材料：一种名为 TpBD-2F 的多孔有机聚合物。这种材料在锌阳极上形成一层稳定、超薄且高度有序的薄膜，使锌离子能够有效地流过纳米通道，同时使水远离阳极。

锌电池是锂离子电池的经济替代品

这项研究发表在《先进能源材料》杂志上，论文第一作者、博士生戴雷解释说：“带有这种新保护层的锌离子电池可以取代锂离子电池，用于大规模储能应用，例如与太阳能或风力发电厂结合使用。它们的使用寿命更长、更安全，而且锌比锂更便宜、更容易获得。”

虽然锂仍然是电动汽车和便携式设备等移动应用的首选，但其成本较高，对环境的影响也较大。使其对大规模储能的吸引力降低。

菲舍尔教授补充道：“这确实是一个了不起的研究成果。我们已经证明，戴雷开发的化学方法不仅有效，而且可控。作为基础研究人员，我们主要对新的科学原理感兴趣——在这里我们发现了一个。我们已经开发出第一个纽扣电池原型。我认为我们的研究成果没有理由不能转化为更大的应用。现在，工程师们要采纳这个想法并开发适当的生产工艺。”