高性能版本的鋅離子電池將使電站儲能成為可能，比鋰離子電池更便宜、更安全、更環(huán)保。

迄今為止，鋅離子電池在使用過程中的快速降解一直受到嚴重阻礙。現(xiàn)在，KAUST團隊開發(fā)了一種新的電解質和電極組合，可以改善鋅離子電池性能的多個方面，特別是多次充電和放電循環(huán)的穩(wěn)定性。

為了解決這些問題，該團隊開發(fā)了一種鹽濃度非常高的水電解質。溶液中存在的與周圍水分子結合的鹽離子越多，可用于損壞電極的游離水分子就越少。

由于鋅鹽在水中的溶解度通常有限，因此該團隊添加了鈉以生產高氯酸鋅和高氯酸鈉的高濃度電解質。我們發(fā)現(xiàn)這種組合提供了非常高的溶解度來抑制水活性，同時不會降低鋅離子電池的關鍵屬性，包括它們的高離子電導率、安全性或環(huán)境友好性，朱說。

除了新型電解質外，該團隊還開發(fā)了一種新的基于納米纖維的電池陰極材料。納米纖維形態(tài)增強了離子擴散，確保了水性鋅離子電池更快的充電和放電速率，Alshareef說。在測試中，該團隊發(fā)現(xiàn)在2,000次充電循環(huán)中幾乎沒有容量衰減。電極和電解質的這種組合可能解決傳統(tǒng)水性鋅離子電池的缺點，Alshareef說。

連接到太陽能裝置或風電場等可再生能源的固定電池組可能是從當前化石燃料供電電網過渡的關鍵。與筆記本電腦或電動汽車等移動應用的電池不同，電池的尺寸和重量是關鍵，固定電池可能相對較大和較重，這增加了替代鋰離子可充電電池技術的可能性。

以鋅離子水基溶液為中心的電池在其高容量、低成本和無毒性方面顯示出巨大的固定存儲潛力。但循環(huán)穩(wěn)定性低和自放電快等問題阻礙了水性鋅離子電池的實際應用，領導這項工作的HusamAlshareef小組的研究科學家朱云佩說。這兩個問題都與電解質和電極材料的設計有關，他補充道。水基電解質在電池的兩個電極上都造成了問題，導致陽極發(fā)生破壞性副反應和陰極快速溶解。