宁波材料所新型水系离子电池研究取得系列进展

目前，化学蓄电池因其转换效率高和可灵活运用的特点，已成为规模储能的主流技术之一。但现有电池都难于满足规模储能的应用要求，如当前大规模应用的铅酸电池寿命短、功率性能差且会污染环境，全钒液流电池成本过高。原则上，适合于规模储能应用的电池须具有低成本、环境友好、安全可靠的特点，同时兼顾高能量高功率的特性。基于此，将有机离子电池的研究拓展到水溶液电解质体系，利用水溶液电解质的高安全性、高电导、低成本等特点，开发出适合于规模储能的新型电池是未来蓄电池技术的重要发展方向。

然而，低工作电压是目前制约新型水系离子电池发展的重要瓶颈之一。针对这一问题，我国科学院宁波材料技术与工程研究所动力锂离子电池工程实验室的科研人员在新型高电压水系离子电池探索方面取得了系列进展。该实验室继2013年首次提出锂钠混合离子电解质理念来构建新型水系离子电池(sci.rep.,2013,3,1946)，又扩展式提出了锂钾和钠钾混合离子电解质的新理念来构建水系离子电池。新电池的工作电压为1.45v，比能量达43whkg-1，相关研究工作发表在chemsuschem(2014,7(8),2295-2302),并申请了我国发明专利(201410108023.4)。在此基础上，实验室的科研人员还发现锌铁氰化络合物可作为锌离子电池正极材料，以金属锌为负极和锌铁氰化络合物为正极构建出一种新型高电压水系锌离子电池。其工作电压达到1.7v，为目前报道的现有水系离子电池的最高值之一。该研究结果现以communication形式在线发表在adv.energymater.杂志(doi:10.1002/aenm.201400930),并申请了我国发明专利(201410228197.4)。

上述研究成果不仅是对现有电池理论的重要补充和创新，而且为未来设计和发展新型电池供应了新思维和新方向。研究工作得到了国家自然科学基金委、科技部、中科院和宁波市的项目资助。