高性能版本的鋅離子電池將使電站儲(chǔ)能成為可能，比鋰離子電池更便宜、更安全、更環(huán)保。

迄今為止，鋅離子電池在使用過(guò)程中的快速降解一直受到嚴(yán)重阻礙。現(xiàn)在，KAUST團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種新的電解質(zhì)和電極組合，可以改善鋅離子電池性能的多個(gè)方面，特別是多次充電和放電循環(huán)的穩(wěn)定性。

為了解決這些問(wèn)題，該團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種鹽濃度非常高的水電解質(zhì)。溶液中存在的與周圍水分子結(jié)合的鹽離子越多，可用于損壞電極的游離水分子就越少。

由于鋅鹽在水中的溶解度通常有限，因此該團(tuán)隊(duì)添加了鈉以生產(chǎn)高氯酸鋅和高氯酸鈉的高濃度電解質(zhì)。我們發(fā)現(xiàn)這種組合提供了非常高的溶解度來(lái)抑制水活性，同時(shí)不會(huì)降低鋅離子電池的關(guān)鍵屬性，包括它們的高離子電導(dǎo)率、安全性或環(huán)境友好性，朱說(shuō)。

除了新型電解質(zhì)外，該團(tuán)隊(duì)還開發(fā)了一種新的基于納米纖維的電池陰極材料。納米纖維形態(tài)增強(qiáng)了離子擴(kuò)散，確保了水性鋅離子電池更快的充電和放電速率，Alshareef說(shuō)。在測(cè)試中，該團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)在2,000次充電循環(huán)中幾乎沒(méi)有容量衰減。電極和電解質(zhì)的這種組合可能解決傳統(tǒng)水性鋅離子電池的缺點(diǎn)，Alshareef說(shuō)。

連接到太陽(yáng)能裝置或風(fēng)電場(chǎng)等可再生能源的固定電池組可能是從當(dāng)前化石燃料供電電網(wǎng)過(guò)渡的關(guān)鍵。與筆記本電腦或電動(dòng)汽車等移動(dòng)應(yīng)用的電池不同，電池的尺寸和重量是關(guān)鍵，固定電池可能相對(duì)較大和較重，這增加了替代鋰離子可充電電池技術(shù)的可能性。

以鋅離子水基溶液為中心的電池在其高容量、低成本和無(wú)毒性方面顯示出巨大的固定存儲(chǔ)潛力。但循環(huán)穩(wěn)定性低和自放電快等問(wèn)題阻礙了水性鋅離子電池的實(shí)際應(yīng)用，領(lǐng)導(dǎo)這項(xiàng)工作的HusamAlshareef小組的研究科學(xué)家朱云佩說(shuō)。這兩個(gè)問(wèn)題都與電解質(zhì)和電極材料的設(shè)計(jì)有關(guān)，他補(bǔ)充道。水基電解質(zhì)在電池的兩個(gè)電極上都造成了問(wèn)題，導(dǎo)致陽(yáng)極發(fā)生破壞性副反應(yīng)和陰極快速溶解。