混合锌电池击败竞争对手

锌基电池具有高电压和大能量可以媲美传统的锂离子电池，A*STAR研究人员发现（Nano Letters，“一个强大的混合锌电池超长寿命”）。

镍钴氧化物纳米线直径小于100纳米，长约3.5微米，提高了混合锌电池的性能。图片：*恒星材料研究与工程研究所

电动汽车和可再生能源的扩散推动了对可充电电池的需求，这些电池可以安全、高效、廉价地储存和输送大量能源。锌基电池比锂离子电池具有一些关键的优点，包括低成本和不燃性。

千克每公斤，锌空气电池可能比锂离子存储更多的能量五倍，而锌镍电池产生相对较高的电压（可能是有用的，因为需要更少的电池来为设备供电）。然而，锌电池也往往失去了能量储存能力后，只有几百个充电周期，没有锌电池还没有一个体面的电压超过1.5伏的组合和高能量存储容量。

云宗和赵琳柳的研究和工程材料和同事A星所已经开发出一种混合锌电池，结合最好的锌空气电池和锌-镍技术，完成5000以上的充电周期，没有性能损失。电池有一个锌阳极，而它的阴极是由碳包覆的镍泡沫覆盖着镍钴氧化物纳米线。电极之间的液体电解质含有溶解在水中的氢氧根阴离子。

电池优异性能的一个关键原因是，充电和放电时阴极有两种不同的工作方式。当电池充电，电解液中的氢氧根离子在阴极金属氧化物反应生成氢氧化合物，释放出电子。但阴极中的金属也起催化作用，将氢氧根阴离子结合起来生成氧、水和更多的电子。这些电子绕着阳极流动，与电解液中的锌离子结合生成锌金属。在放电过程中，这些电化学过程是相反的。

该电池具有放电电压稳定两步1.75和1伏之间，而超过三个月的连续测试其性能远远超过以往的维持，锌电池。宗估计电池每公斤能储存大约270瓦特小时，有改进的潜力。他说：“这已经与市场上的锂离子电池不相上下了。”。

这两种化学过程在阴极产生不同的电压，这可能是一个优势，最初需要更高的电压，如无人机，需要一个能量增强，以获得机载，然后更低的电压，以维持他们的飞行。该小组现在希望通过使用多孔锌阳极来提高电池的循环寿命，并提高电池的锌镍部分的容量。