有朝一日可以储存可再生能源的无阳极锌电池

时间：2021-06-09 16:02:26 来源：

风能和太阳能等可再生能源有助于减少世界对化石燃料的依赖。但首先，电力公司需要一种安全、经济高效的方式来储存能量以备后用。大型锂离子电池可以完成这项工作，但它们存在安全问题和锂供应有限。现在，在 ACS 的Nano Letters 上报道的研究人员已经制作了一种无阳极锌基电池的原型，该电池使用低成本、天然丰富的材料。

由于其安全性和高能量密度，先前已探索将水性锌基电池用于电网规模的储能。此外，用于制作它们的材料自然丰富。然而，迄今为止开发的可充电锌电池需要厚的锌金属阳极，其中含有大量过量的锌，从而增加了成本。此外，阳极容易形成枝晶——充电过程中沉积在阳极上的锌金属晶体突起——这会使电池短路。Yunpei Zhu、Yi Cui 和 Husam Alshareef 想知道是否真的需要锌阳极。从以往对“无阳极”锂和钠金属电池的探索中汲取灵感，

在他们的电池中，研究人员使用了预先嵌入锌离子的二氧化锰阴极、三氟甲磺酸锌水溶液电解质溶液和铜箔集电器。在充电过程中，锌金属镀在铜箔上，在放电过程中金属被剥离，释放出为电池供电的电子。为了防止枝晶形成，研究人员在铜集电器上涂上一层碳纳米盘。该层促进了均匀的镀锌，从而防止了枝晶，并提高了镀锌和剥离的效率。该电池表现出高效率、能量密度和稳定性，在 80 次充放电循环后仍保留其 62.8% 的存储容量。

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