新保护层能极大延长锌电池寿命

TpBD-2F 薄膜的设计理念：阐明合成过程以及氟化纳米通道在引导快速、均匀、可逆的 Zn2+电镀/剥离过程中的作用。图片来源：《先进能源材料》杂志

据最新一期《先进能源材料》杂志报道，德国慕尼黑工业大学研究人员开发了一种新方法，可将水性锌离子电池寿命延长几个数量级。锌离子电池不再是只能充放电几千次，而是可以承受几十万次的充放电循环。

这项创新的关键在于为电池锌阳极设计了特殊保护层。研究人员使用了被称为TpBD-2F的多孔有机聚合物。这种材料在锌阳极上形成一层稳定、超薄且高度有序的薄膜，使锌离子能够通过纳米通道高效流动，同时还能使水远离阳极。该保护层解决了长期存在的问题，如针状锌结构（锌枝晶）的生长，以及引发腐蚀和生成氢气等不良的化学反应。

研究人员说，带有这种新型保护层的锌离子电池可以在大规模储能应用中取代锂离子电池。它们的使用寿命更长、更安全，而且锌比锂更便宜、更易获得。

虽然锂仍然是电动汽车和便携式设备的首选材料，但较高的成本和对环境的影响使其在大规模储能领域缺乏吸引力。

研究人员表示，新开发的化学方法不仅可行，而且可控。目前，已经开发出第一个原型纽扣电池，未来有望应用于更多领域。