沒有爆炸與起火風險，下一代技術鋅離子電池受矚目

2020-09-24 Trendforce集邦


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目前最為常見與接收度最廣的可充式電池為鋰離子電池，智慧型手機、筆記型計算機到電動車，所使用的電池都是，不過下一代的蓄電池也蓄勢待發，最近韓國科學家帶來沒有燃燒與爆炸、對環境友善的鋅離子電池。


我們在市面上常見的碳鋅電池是無法充電的，這是因為可充式鋅離子電池跟鋰離子電池一樣，會遇到「晶枝」問題，隨著充放電次數增加，因為沉積不均勻、會漸漸在電極表面會形成樹枝狀晶枝，降低電城性能與壽命，對此，韓國 科學技術院（KIST）開始研究便宜、無毒又安全的可充式鋅電池。


有別於傳統鋰離子電池其中的有機易燃電解質，KIST 帶來沒有爆炸危險的水基電解質，為了避免鋅電極形成樹枝狀晶枝，也研發出「周期性陽極氧化」方法，透過在鋅金屬表面反覆放行與阻擋電流，影響氧化鋅膜的表面形態與圖案。


KIST 團隊在鋅電極上，以「三角錐高塔」形成一片針葉林，認為此設計能抑制電化學反應中形成樹狀晶體。其中根據周期性陽極氧化方法，三角錐頂部的氧化鋅較厚，側面較薄，足以控制鋅離子沉積方向，有效抑制生成樹枝狀晶體，至於在表面形成的氧化鋅膜，也可以避免電極直接接觸到電解質，降低腐蝕和副反應。


根據研究，團隊研發的鋅離子電池充放電循環 1,000 次後仍有接近 100％ 的儲電容量，即使在極端條件（9,000 mA / g，完全充滿和放電兩分鐘）下反覆充放電也能維持電化學穩定。基於這種穩定性，KIST 研究人員也打造以柔性纖維位基板的鋅離子電池，更容易彎曲，能整合在衣服、編織袋上。


KIST 高級研究員表示，鋅離子電池的潛在風險比鋰離子電池還要低，團隊也希望鋅離子電池作為下一代技術，是對人體無安全疑慮且不會引起爆炸與起火。目前看來，由於出色的穩定性、電化學性能與簡單的製造工藝，未來有機會在現實生活中登場。


Source：科技新報

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