水系鋅電池壽命被大幅延長成本極低又安全
水系鋅電池(AZBs)已成為鋰離子電池技術的替代品之一,後者目前在再生能源和固定能源儲存市場佔據主導地位。然而,由於化學腐蝕,該技術的發展面臨重大挑戰,嚴重限制了這種電池的充電能力。
據了解,水系鋅電池擁有能量密集的鋅金屬陽極和水鹽溶液電解質。而正是由於它們的不相容性,導致了電池陽極的化學腐蝕,並大幅降低了電池的循環壽命。
不過,澳洲新南威爾斯大學化學工程學院的一組研究人員近期表示,他們已經開發出一種可解決腐蝕問題的方案,可以將電池的使用壽命延長5到20倍,相當於將其使用壽命從幾個月延長到三年以上。
據悉,研究人員Yuan Shang、Priyank Kumar和Dipan Kundu博士說,他們花了三年時間研究這個解決方案,方法是在電池電解質中添加少量有機化合物。
他們發現,在電解液中加入1%濃度的1,2丁二醇可以解決腐蝕問題,並有效減少樹枝狀鋅沉積,這種沉積會使電池短路。最新研究成果已於近期發表在了《先進材料》雜誌上。他們證明,就算在超出實驗室規模的條件下,電池的循環壽命也提高了5到20倍。
研究小組表示,該解決方案保留了電解質的水性,也維持了AZB技術的成本和安全優勢,結果接近鋰離子電池的競爭對手。
Kundu表示,AZB技術可以為採礦、建築和電信等行業提供「一種經濟可靠的儲存選擇」。新南威爾斯大學估計,一項完全開發的技術所花費的費用約為目前鋰離子系統價格的1/3至1/4。
「AZB技術可以作為各種規模的儲能係統來實施,從小型住宅/商業和中等規模的社區儲能單元到大型電網級安裝。」他們說。
研究小組表示,他們將繼續致力於開發這項技術,著眼於開發電池原型,並尋求資金,以開發一個專注於商業方向的衍生產品。