普通食糖是提高水系锌电池安全特性的关键

清华大学的研究人员提出了一种想法，通过对普通蔗糖进行化学修饰来稳定水锌电池中的锌离子环境，并提高设备的安全性能。

在一篇发表在《纳米研究》(NanoResearch)杂志上的论文中，科学家们表示，和目前的锂电池相比，水锌电池成本更低，甚至更安全，因为它们不要易燃的有机电解质。除此之外，锌阳极具有较高的理论容量，这使得这些电池在未来电网储能等领域的应用前景更加广阔。

到目前为止，锌电池的问题是，当阳极表面的锌离子(Zn2+)浓度降至零时，枝晶开始生长。不受控制的Zn枝晶生长会恶化电化学性能，严重威胁安全运行。

该研究的合著者刘美男在一份媒体声明中说:这些树突可以穿透隔膜，导致电池短路。

Liu表示，过去的研究表明，调节溶剂环境(称为溶剂化结构)可以新增Zn2+在电场下的迁移率，并成功抑制枝晶的生长。问题是，之前的这些调整比如引入其他盐或加入更少的水分子最终也会降低体系的离子电导率。

过针刺 低温防爆18650 2200mah

符合Exic IIB T4 Gc防爆标准

充电温度：0~45℃
-放电温度：-40~+55℃
-40℃最大放电倍率：1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%

点击详情

研究人员说:关于Zn2+的溶剂化结构和它的流动性有一个基本的认识差距。这是影响Zn阳极枝晶生长和稳定性的关键因素。

为了填补这一空白，Liu和他的同事尝试了一种新方法:引入具有多个羟基的普通蔗糖，即氢和氧结合在一起进入电解质，以调整Zn2+的溶剂化结构。

通过进行原子模拟和实验，研究团队证实，蔗糖分子增强了流动性，并在不影响稳定性的情况下阻止了树突生长。

Liu说:研究结果证实，溶剂化鞘中的蔗糖分子不仅增强了流动性，确保快速的Zn2+动力学，而且保护Zn阳极免受水腐蚀，成功地实现了无Zn枝晶沉积和副反应抑制。这表明了将这种简单的蔗糖改性用于未来高性能锌电池的巨大潜力，并使该研究领域向实现安全、绿色、高性能锌电池的最终目标迈进了一步。