可充電水系鋅離子電池的研究發展

來源：存能電氣  日期：2019-07-09 14:43  瀏覽量：次

　　可充電水系鋅離子電池的研究發展。近兩年,可充電中性水系鋅離子電池(ZIB)由于其低成本、高安全、環保、高性能的優點得到了持續關注,而這幾點都是當前有機體系電池所難以企及的。因此,水系鋅離子電池(ZIBs)便引起了研究者的廣泛關注。

　　可充電水系鋅離子電池的研究發展

　　鋅資源豐富、成本低、容量高且對環境友好，被認為是新型能源裝置最具前景的負極材料之一。因此，水系鋅離子電池已被認為是下一代能源存儲技術中非常有前景的替代品。

　　可充電水系鋅離子電池(ZIBs)具有成本低、運行安全性高、環境友好等優點,在大規模儲能系統的應用上具備明顯的潛力。目前，已經報道了許多有意義的關于水系ZIBs的工作，包括金屬鋅負極，電解液，正極材料。但是，水系ZIBs的發展仍然存在巨大的挑戰。

　　水系鋅離子電池具有低成本、安全、環境友好等特點。目前研究的水系Zn/MnO2電池，雖然容量可達200mAhg-1以上，但循環性能需要進一步改善。另一種具有開放式結構的水系ZIBs正極材料——普魯士藍類似物也表現出容量低、倍率性能較差的特點，不能滿足大規模儲能的需要。

　　由于目前可用的正極材料的性能不甚理想，水系鋅電池的研究重點主要集中在尋找合適的正極材料上。此外，柔性可穿戴電子器件的需求日益增長，亟需開發相應的具有高安全性、可彎曲、電化學性能優異的儲能體系。

　　盡管鋰離子電池等儲能體系發展比較成熟，且具有良好的性能，但是，由于這些體系中包含有毒或存在環境隱患的成分，并且不具備良好的彎曲性能，不能滿足為柔性電子器件供能的需要。

　　因為水系電解液具有價格低廉、容易合成、離子導電率較高、倍率性能較好和功率密度較高的特點。目前鋅離子電池和鈉離子電池是低價格、高容量、高導電性和資源儲量豐富的優勢。但是鋅離子電池比鋰離子電池和鈉離子電池更安全、成本更低、更容易大規模應用。

　　近日，南開大學化學學院博士研究生張寧針對“水系鋅離子”電池設計出全新正極材料及電解液，使得鋅離子電池的效能、安全性、穩定性等均有大幅提升和改進。

　　鋰離子電池由于安全性和價格因素不利于在大規模儲能領域應用。而由于鋅資源豐富廉價，同時水系電解液不存在易燃易爆隱患，其特點適合大規模儲能體系，如智能電網。

　　鋅離子電池的使用不僅可以大大提升電池性能、安全穩定性，還可以降低成本。特別是鋅資源廉價易得，更適于在生產實踐中大規模使用。