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大容量高能量密度水系鋅電池能否為電池產(chǎn)業(yè)帶來(lái)改變？

2023-01-10 17:11:53來(lái)源：儀器網(wǎng)關(guān)鍵詞：電池閱讀量：4686

　　【儀器網(wǎng) 能源環(huán)境】能源產(chǎn)業(yè)是經(jīng)濟(jì)建設(shè)以及科技發(fā)展中重要的一個(gè)領(lǐng)域，他相當(dāng)于城市的血液，驅(qū)動(dòng)著城市的運(yùn)作。從某些程度來(lái)說(shuō)，一個(gè)城市現(xiàn)代化程度越高，科技產(chǎn)業(yè)越發(fā)達(dá)，其對(duì)于能源的依賴也就越強(qiáng)。但與此同時(shí)，能源產(chǎn)業(yè)也面臨各式各樣的瓶頸。一方面，現(xiàn)在的能源產(chǎn)業(yè)環(huán)境負(fù)擔(dān)大，人們?cè)绞且蕾?，?duì)于可持續(xù)發(fā)展的負(fù)面影響就越明顯；另一方面，以電池為代表的的儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)面臨原材料或是性能的問(wèn)題，如果不得到突破，一定程度還會(huì)限制科技產(chǎn)品的進(jìn)一步發(fā)展。也正因?yàn)榇?，能源產(chǎn)業(yè)的每次收獲新的成果，都會(huì)在業(yè)內(nèi)引發(fā)關(guān)注。

　　近日，鋅電池便收獲了新的成果——大容量高能量密度水系鋅電池問(wèn)世，而它也或?qū)⒊蔀橄乱淮笠?guī)模儲(chǔ)能電池技術(shù)最有力的競(jìng)爭(zhēng)者。

　　據(jù)悉，該成果來(lái)自中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院陳維教授課題組。該研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一種穩(wěn)定的金屬/金屬—鋅合金異質(zhì)結(jié)界面層，實(shí)現(xiàn)了大面容量下無(wú)鋅枝晶的穩(wěn)定沉積和溶解，并達(dá)到274瓦時(shí)/公斤的鋅溴電池能量密度。并且，這種鋅溴電池循環(huán)穩(wěn)定性非常好，與光伏面板集成后還展示了其對(duì)可再生能源的存儲(chǔ)能力。

　　這一成果的誕生，也解決了水系鋅電池存在的一些問(wèn)題，像是鋅負(fù)極存在不可控的副反應(yīng)，如枝晶生長(zhǎng)、析氫等，會(huì)限制電池循環(huán)壽命；過(guò)高的正負(fù)極比和較低的面容量降低了電池的能量密度等等。換言之，大容量高能量密度水系鋅電池問(wèn)世從某種程度來(lái)說(shuō)是打開(kāi)鋅電池產(chǎn)品化的一塊敲門磚。

　　話雖如此，但是鋅電池能否為電池產(chǎn)業(yè)帶來(lái)改變卻并不能收獲肯定的回復(fù)。

　　過(guò)去，鋅電能否代替鋰電池實(shí)現(xiàn)去鋰化一直是一個(gè)被反復(fù)提及的話題。一方面就鋰電池的生產(chǎn)而言，現(xiàn)存的鋰電池材料資源并不豐富，很難保證在后續(xù)的發(fā)展中鋰電池的產(chǎn)能能夠一直維持在健康的狀態(tài)；另一方面，鋅離子技術(shù)與鋰電池工作原理相似，同時(shí)生產(chǎn)涉及的原材料基本上是廉價(jià)、安全和豐富的。換言之，鋅電能替代鋰電池邏輯上是很理想的一個(gè)方案。

　　但是從實(shí)際實(shí)施的角度來(lái)說(shuō)，目前限制電池產(chǎn)業(yè)的瓶頸一個(gè)是容量一個(gè)是重量，這點(diǎn)在手機(jī)上就能有直觀的體現(xiàn)。而鋅電池盡管體積和容量可以控制到與鋰電池沒(méi)有區(qū)別，但是重量卻更重。這點(diǎn)對(duì)于電動(dòng)汽車這類領(lǐng)域可能不是缺陷，但是對(duì)于手持產(chǎn)品尤其是手機(jī)這類高強(qiáng)度使用的產(chǎn)品，卻是比較致命的一個(gè)問(wèn)題。

　　因此，客觀的來(lái)說(shuō)，鋅電池的技術(shù)突破確實(shí)打開(kāi)了電池的一條新的發(fā)展方向，但是這種突破仍然是有限的，后續(xù)的應(yīng)用以及發(fā)展其實(shí)仍然需要根據(jù)實(shí)際使用情況來(lái)討論，而能源儲(chǔ)備也依舊有很多問(wèn)題需要解決，改變依舊要繼續(xù)。

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