目前，化學(xué)蓄電池因其轉(zhuǎn)換效率高和可靈活運(yùn)用的特點(diǎn)，已成為規(guī)模儲(chǔ)能的主流技術(shù)之一。但現(xiàn)有電池都難于滿足規(guī)模儲(chǔ)能的應(yīng)用要求，如當(dāng)前大規(guī)模應(yīng)用的鉛酸電池壽命短、功率性能差且會(huì)污染環(huán)境，全釩液流電池成本過(guò)高。原則上，適合于規(guī)模儲(chǔ)能應(yīng)用的電池須具有低成本、環(huán)境友好、安全可靠的特點(diǎn)，同時(shí)兼顧高能量高功率的特性。基于此，將有機(jī)離子電池的研究拓展到水溶液電解質(zhì)體系，利用水溶液電解質(zhì)的高安全性、高電導(dǎo)、低成本等特點(diǎn)，開發(fā)出適合于規(guī)模儲(chǔ)能的新型電池是未來(lái)蓄電池技術(shù)的重要發(fā)展方向。
然而，低工作電壓是目前制約新型水系離子電池發(fā)展的主要瓶頸之一。針對(duì)這一問題，中國(guó)科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所動(dòng)力鋰電池工程實(shí)驗(yàn)室的科研人員在新型高電壓水系離子電池探索方面取得了系列進(jìn)展。該實(shí)驗(yàn)室繼2013年首次提出鋰鈉混合離子電解質(zhì)理念來(lái)構(gòu)建新型水系離子電池，又?jǐn)U展式提出了鋰鉀和鈉鉀混合離子電解質(zhì)的新理念來(lái)構(gòu)建水系離子電池。新電池的工作電壓為1.45v，比能量達(dá)43whkg-1。在此基礎(chǔ)上，實(shí)驗(yàn)室的科研人員還發(fā)現(xiàn)鋅鐵氰化絡(luò)合物可作為鋅離子電池正極材料，以金屬鋅為負(fù)極和鋅鐵氰化絡(luò)合物為正極構(gòu)建出一種新型高電壓水系鋅離子電池。其工作電壓達(dá)到1.7v，為目前報(bào)道的現(xiàn)有水系離子電池的最高值之一。
上述研究成果不僅是對(duì)現(xiàn)有電池理論的重要補(bǔ)充和創(chuàng)新，而且為未來(lái)設(shè)計(jì)和發(fā)展新型電池提供了新思維和新方向。研究工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金委、科技部、中科院和寧波市的項(xiàng)目資助。
