1月10日消息，据中国科学技术大学网站报道，该校化学与材料科学学院陈伟教授课题组设计了一种稳定的金属/金属锌合金异质结界面层实现大面积容量（无锌枝晶在200mAh/cm2下稳定沉积和溶解反应）和锌溴电池能量密度高达274Wh/kg。此外，大容量锌溴电池表现出优异的循环稳定性，电池模块与光伏板的集成展示了其可再生能源存储能力。相关研究论文已发表于国际期刊《自然通讯》。
水系锌电池具有成本低、寿命长、安全性高等特点，是下一代大规模储能电池技术最有力的竞争者。然而，锌电池面临一系列问题，严重影响其产业化进程：锌阳极枝晶生长、析氢等不可控副反应限制了电池的循环寿命；锌电池正负极比例过高，面积容量较低，降低了电池的能量密度；缺乏Ah级大容量电池的性能研究及其在储能系统中的应用探索。
本文设计了一种二维锑/锑锌合金（Sb/Sb2Zn3）异质结界面层，用于稳定大表面容量下的锌沉积/溶解。 Sb/Sb2Zn3异质结界面在锌沉积过程中表现出对锌原子的强烈吸附和均匀的电场分布，从而在200mAh/cm2的超高表面容量下实现无枝晶的锌沉积/溶解。此外，用这种异质结构界面修饰的无锌负极与溴正极组合，形成无负极锌溴电池，理论能量密度为274 Wh/kg，实际能量密度为62 Wh/kg 。容量为500 mAh 的高容量锌溴电池表现出超过400 次循环的稳定性。电池进一步扩大至1.5Ah，在不同的串联和并联配置中表现出优异的放电电压和效率。此外，与光伏板集成的能量为9Wh（6V，1.5Ah）的锌溴电池模块展示了其实用的可再生能源存储能力。
据介绍，这一成果通过设计金属/金属锌合金异质结界面，得到了性能优异的无负极锌溴电池，将为锌电池的大规模应用开辟新的道路。储能。
