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水电池快速充电，更安全，更便宜

时间：2022-05-29 18:25:06 来源：

用于含水电池的新阳极允许使用便宜，丰富的海水作为电解质。

锂离子电池对于现代生活至关重要，从我们的笔记本电脑和手机供电到新的度假玩具。但有安全风险 - 电池可以着火。

锌基含水电池通过使用水基电解质代替常规化学溶剂来避免火灾危害。然而，不受控制的树突增长限制了它们提供实际应用所需的高性能和长寿命的能力。

现在研究人员在自然通信中报道了一种新的3D锌锰纳米合金阳极克服了局限性，导致使用海水作为电解质的稳定，高性能，无树突的含水电池。

休斯顿大学合作作者和休斯顿大学电脑工程助理教授仙南山表示，该发现提供了能量存储和其他应用，包括电动汽车。

“它提供了低成本，高能量密度，稳定的电池，”他说。“它应该用于可靠，可充电电池。”

电风扇（左上角）由所提出的锌电池供电; Zibs的典型充电/放电型材在0.5℃（右上角）;原位显微镜设置以图像图像沉积动力学（左下角）;锌沉积引起的形态变化（右下方）。

山和呃博士学生广西峰也开发出原位光学可视化技术，允许它们实时地直接观察阳极上的反应动力学。“这个平台为我们提供了直接以原位图像直接图像的能力，”山说。“这一重要信息提供了反应动力学的直接证据和可视化，并有助于我们了解以前无法轻易进入的现象。”

测试确定新型3D锌 - 锰纳米合金阳极保持稳定，而不会在高电流密度（80mA / cm2）下的1,000小时的充电/放电循环中降低。

阳极是释放电池电流的电极，而电解质是阴极和阳极之间的离子电荷流过的介质。使用海水作为电解质而不是高度纯净的水，提供了另外用于降低电池成本的途径。

在含水电池中使用的传统阳极材料易于树突，微小的生长可以导致电池失去动力。山及其同事提出并证明了一种通过通过三维结构用锌合金和反应动力学控制表面反应热力学，通过三维结构控制表面反应热力学，以有效地减少和抑制水性系统中的枝晶形成。

山说，研究人员除了锌锰合金之外，佛罗里达州中部大学目前正在研究其他金属合金。

参考：“稳定，高性能，无树突，海水型含水电池”由华军田，赵立，广西冯，珍珠阳，大卫福克斯，毛宇王，华周，雷翟，秋叶岛，迎德杜，镇兴冯，仙南山和杨阳，1月11日2021年，自然传播.DOI：
10.1038 / s41467-020-20334-6

此外，该项目的研究人员还包括华军田，赵立，大卫福克斯，雷寨，阿基罗基玛和联合通讯作者杨阳，都与佛罗里达州中部大学;珍角阳和迎德杜，都与太平洋西北国家实验室;毛宇王和与俄勒冈州立大学的联合冯与仁兴冯;和华周与argonne国家实验室。


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