科學家開發出耐低溫的水性鋅基電池

水性鋅基電池(ZBBs)由于其高安全性，低成本和高能量密度而廣泛用于便攜式和網格規模的應用。然而，在充電期間陽極上不均勻的鋅沉積和鋅枝晶的形成降低了ZBB的循環穩定性。此外，由于離子電導率突然下降，傳統的水性電解質不能在低溫下工作，從而限制了水性ZBBs的適用溫度范圍。

最近，由中國科學院大連化學物理研究所(DICP)的李憲峰教授領導的研究小組開發了一種用于水性ZBBs的耐低溫，經濟高效，安全且環保的混合電解質。

這項工作發表在《能源與環境科學》上。

由水(H 2 O)，乙二醇(EG)和硫酸鋅(ZnSO 4)組成的已開發電解質在低溫下顯示出高的鋅離子電導率。

李教授說：“我們通過實驗和理論計算證明了Zn 2+與EG的獨特溶劑化作用。”

這種相互作用不僅可以增強EG和H 2 O之間的氫鍵，使混合電解質具有較低的凝固點，而且可以削弱Zn 2+與H 2 O的溶劑化相互作用，從而實現高度可逆的Zn / Zn 2+化學性質和鋅沉積均勻。

具有混合電解質的Zn離子混合超級電容器(ZHSC)和Zn離子電池(ZIB)均顯示出高能量密度，高功率密度和-20°C的長壽命。EG / H 2 O比例可調的該系列混合電解質在性能和成本之間提供了良好的平衡，這使它有希望在各個地區得到應用。

這項工作為設計低溫儲能設備的電解質提供了啟示。它得到了中國自然科學基金和中國科學院電化學儲能工程實驗室的支持。