打破界限！中国科学家成功研发高性能超长寿命锌离子水电池

中国科学院合肥物质科学研究院（HFIPS）的赵邦川教授领导的研究团队，近日在《材料地平线》（Materials Horizons）杂志上发表了一项令人振奋的成果。他们成功研发出一种在弱磁场环境下表现卓越，具有超长循环寿命的高性能锌离子水电池。



这项突破性的研究利用了弱磁场和创新的VS2材料，打造出了一款先进的锌离子水电池，其最令人瞩目的特点是超长的循环寿命。这一重大突破成功地克服了锌枝晶生长和阴极材料限制的难题，为水电池技术的发展开创了新的局面。

锌离子水电池被誉为低成本、安全的锂离子电池替代方案，具备潜在的高理论容量。然而，阴极材料的电化学性能受限，加之阳极上锌枝晶的生长问题，制约了锌离子水电池的能量密度和循环寿命。要想推动水性锌离子电池的发展，设计高能量密度的阴极并抑制锌枝晶的生长至关重要。



研究中，科学家们采用了一步水热法和原位电化学缺陷工程的方法，成功制造出VS2材料。这种材料拥有丰富的缺陷，能够有效降低锌离子与VS2之间的静电作用。这一设计让Zn2+能够在ab平面和c轴上进行三维传输，从而获得出色的速率能力。

尽管锌枝晶的生长仍然存在挑战，但科研团队发现，外部弱磁场的引入可以有效抑制锌枝晶的生长，大幅提升电池的使用寿命。这项在弱磁场环境下运作的高性能Zn-VS2电池展现出了超长的循环寿命，同时提供了卓越的能量密度和功率密度。

研究团队表示，这一突破性的工作有望对未来的储能技术产生深远影响，为能源存储领域带来重要的创新。