使鋅電池可以充電的方法

2021-01-14 科技報告與資訊

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最常見的電池類型是我們熟悉的鹼性電池,這類電池是以鋅為電極,另一個電極是用空氣製作,由於鋅非常便宜,這種設計使得鋅基電池的批量生產成為可能,不僅重量輕,還可以製成各種尺寸的電池。這種電池的缺點是,使用完後只能被填埋,因為這是一種不可持續的電力存儲方案。在一項新的研究中,一個來自中國、德國和美國的研究小組開發出了一種使鋅電池可以充電的方法。該小組通過使用非鹼性電解質,製造了一種可以使用雙電子鋅-氧-過氧化鋅過程來工作的電池,這種電池的可逆性遠遠高於傳統設計。

傳統的電池是使用鹼性電解質製造的,這是一個緩慢的過程。為了製造一種新型的鋅基電池,研究人員通過選擇合適的非鹼性電解質,他們利用兩個電子的鋅-氧-過氧化鋅相互作用來製造電池,這比傳統電池更可逆。他們還使電解質具有疏水性。這樣做可以防止水接近陰極的表面,從而防止還原,這反過來又減緩了可能使傳統電池短路的尖狀結構的產生。對新設計的測試表明,即使在循環1600小時後,它仍能保持充電狀態。

不過,研究人員也承認,現在仍有一些問題需要克服,比如水分蒸發。另外,隨著時間的推移,最終還是形成了尖狀結構。此外,充電速度也存在問題,一個周期大約需要20小時。他們計劃測試解決這類問題的方案,比如使用一種有助於過氧化物形成的催化劑來提高充電速率。

論文標題為《A rechargeable zinc-air battery based on zinc peroxide chemistry》。

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