可充电锂离子电池为从电动汽车到可穿戴设备等各种设备提供动力。据外媒报道，凯斯西储大学（CWRU, Case Western Reserve University）的最新研究表明，锌基电池可能是一种更具可持续性和成本效益的替代品。

图片来源：期刊《Angewandte Chemie》

相关研究论文发表在在期刊《Angewandte Chemie》。研究人员宣布朝着制造高性能、低成本的锌硫电池迈出了重要一步。

CWRU工程学院机械与航空航天工程首席研究员兼助理教授Chase Cao表示：“这项研究标志着我们在开发更安全、更可持续的能源存储解决方案方面迈出了重要一步。水性锌硫电池有望为从可再生能源系统到便携式电子产品等各种应用提供动力，同时减少对环境的影响和对稀缺材料的依赖。”

锂离子电池虽然应用广泛，但价格昂贵，依赖相对稀有的材料，制造过程复杂。相比之下，锌硫电池使用更丰富、更便宜的材料，对环境和安全的担忧更少。然而，锌阳极腐蚀、低导电性和枝晶生长等挑战历来阻碍了它们的商业可行性。

该团队通过引入两种关键添加剂克服了这些障碍：丙二醇甲醚和碘化锌。这项技术带来了几项关键改进：能量容量提高了20%、提高了导电性和稳定性，并抑制了锌枝晶的生长。

如果枝晶连接电池的正极和负极，就会短路并引起火灾——这是锂离子电池的另一个主要问题。

“这些添加剂不仅提高了电池效率，还通过减少枝晶形成解决了长期存在的安全问题，”上海东华大学教授、共同资深作者徐桂银表示。“结果是紧凑、密度更高的电池可以充电更多次，而不会出现明显的性能下降。”

这一突破的意义不仅限于经济性和安全性。锌硫电池的能量密度高于锂离子电池，因此可以实现更小、更持久的设计。这可能会对可再生能源存储和需要可靠性和效率的设备产生变革性的影响。

Cao的主要兴趣是开发更好的电池，用于新型软机器人和先进的传感系统，这两者都依赖于高容量、长寿命的电池。例如，正在开发的仿生游泳机器人，其续航能力依赖于耐用、轻便的电池，这些电池可以为长时间的任务提供动力而不会出现故障——机器人不会在任务中途耗尽电量，也不会再回来。