武汉理工大学研制出水系锌离子电池：安全、快充、低成本

6 月 17 日消息，从武汉理工大学官网获悉，该校团队提出了一种基于锌离子介导催化作用实现超快充电池的新机制，研制出超高功率、本质安全的水系锌离子电池，为下一代超快充电池的开发应用提供了新的理论基础和技术路径，该成果已在《Nature Catalysis》上发表。

论文地址：https://www.nature.com/articles/s41929-024-01169-6

水系锌离子电池是一种以水作为电解液的电池，具有安全、快充、成本低廉和环境友好等优势，是一项具有应用前景的新型储能技术。

传统离子穿梭模型反应速率受限于菲克第二定律的极限，难以实现倍率性能的突破。

该校团队提出离子介导催化存储理论，发现调控电极材料和电解液中的阳离子对溶剂鞘层水的吸附会显著影响水裂解的反应速率和产物，远超传统电池的反应速率，合理解释了水系锌离子电池的快充性能反常，并提供了不同于传统离子穿梭模型的新机制。

▲ 水系锌离子电池的性能反常及锌离子介导的催化作用实现超快充的机理示意图

团队通过三维多孔石墨烯气凝胶限域氮化钒纳米簇，实现了催化模型预测的超快充和超高倍率性能 —— 在 300 A / g 的高电流密度下电池比容量达到 577.1 mAh / g。