我国科学家提出新策略 提升水系锌离子电池寿命与性能

我国科学家在提升水系锌离子电池寿命与性能方面取得了显著进展。中国科学院合肥物质科学研究院固体物理研究所能源材料与器件制造研究部的胡林华研究员团队提出了一种全新策略，该策略可以提升水系锌离子电池的充放电可逆性和循环稳定性能。

一、水系锌离子电池的挑战

新型水系锌离子电池因其比容量高等特点，被视为新一代电化学储能系统的有力竞争者。然而，其商业化应用面临着一个严峻挑战：枝晶生长。锌离子电池的枝晶生长主要发生在锌负极上，这些以树枝状形态生长的晶体，如同冬天里尖锐的冰锥，可能刺穿电池的内部结构，导致正负极直接导通，从而引发电池短路失效。电池充放电时间越久，形成枝晶的概率越大，这对电池的性能产生了严重影响。

二、新策略的核心内容

为了应对这一挑战，胡林华研究员团队利用一种名为“高占据分子轨道能级”的分子特性，筛选出能够稳定锌负极的非牺牲性阴离子型表面活性剂作为电解液添加剂。这种添加剂的作用就像是为电池寻找合适的“保护剂”，能够降低锌枝晶的生长。

经过理论计算和实验研究的结合，科研人员发现使用十二烷基苯磺酸钠作为添加剂能够满足这一“保护剂”的要求。十二烷基苯磺酸钠是工业上广泛应用的清洁剂、乳化剂等，也是日常生活中洗衣粉、洗洁精的主要去污成分之一。这一发现不仅为水系锌离子电池的发展提供了新的思路，还充分利用了现有工业资源，降低了生产成本。

三、实验成果与意义

在实验中，该添加剂的使用显著提升了电池的循环特性。具体而言，电池的稳定性（即电池的循环次数）提升了30倍，平均库伦效率（即锌沉积与剥离的可逆性的比）也达到了98.15%。这一成果如同为水系锌离子电池开出了“长寿秘方”，延长了电池寿命，提高了电池性能。

此外，这一研究成果不仅为水系锌离子电池的发展开辟了新的道路，还为其他电池中金属负极的稳定化提供了新思路。这标志着我国在新型电池技术领域的研究取得了重要突破，有望为未来的电化学储能系统带来革命性的变化。

我国科学家在提升水系锌离子电池寿命与性能方面提出的新策略具有重大意义和广阔前景。随着研究的深入和技术的不断成熟，水系锌离子电池有望成为新一代电化学储能系统的主流选择。