什么電池可以保障充足電力又沒有爆炸隱患？在本周三開幕的第20屆中國國際工業(yè)博覽會上，華東師范大學(xué)的“鋅+碘”新型安全動力電池將亮相高校展區(qū)。隨著研究開發(fā)的推進(jìn)，無污染、高安全、長壽命且具有合適充電時(shí)間的新型鋅碘電池，可應(yīng)用于日常生活、交通出行等領(lǐng)域。這種電池還可呈現(xiàn)柔性狀態(tài)，可能完全改變數(shù)字化生活。

    鋅碘材料環(huán)境友好

    新能源車呼聲日高，這對車用電池提出新要求：電池的生產(chǎn)、使用、回收等各環(huán)節(jié)都要環(huán)保，而且要有足夠大的儲能密度和功率密度，電池的充電時(shí)間要合適，能在10分鐘至1個(gè)小時(shí)內(nèi)充滿。

    對此，華東師范大學(xué)信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院研究員、博士生導(dǎo)師王連衛(wèi)對各種電池的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行比選。他表示，目前研究較多的仍是鋰離子電池，此外鋰空氣電池、石墨烯電池也是關(guān)注熱點(diǎn)，“可這一類電池主要使用的是易燃有機(jī)電解液，安全問題始終存在。”王連衛(wèi)團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，人們熟悉的鋅和碘都是環(huán)境友好材料，碘化鋅水溶液無毒且不易燃燒，由碘和鋅組成的鋅碘電池也符合環(huán)保要求。已有研究表明，這種電池的能量密度已超過常用的磷酸鐵鋰電池，很有前途。但他們遇到的最大挑戰(zhàn)在于鋅碘電池大多是液流電池，而且體積龐大，很難應(yīng)用于日常生活。

    過度放電能自修復(fù)

    王連衛(wèi)課題組對傳統(tǒng)意義上的鋅碘電池進(jìn)行大刀闊斧的“改革”。他們多年來在電極材料、電池隔膜、電池整體結(jié)構(gòu)等方面進(jìn)行大量探索，在鋅溴電池及鋅碘電池領(lǐng)域研究成果的基礎(chǔ)上，課題組研究發(fā)現(xiàn)，這類新型電池的充放電過程中，電池內(nèi)離子交換膜的兩邊產(chǎn)生壓差，如不采取附加的液流架構(gòu)，電池結(jié)構(gòu)就可能不穩(wěn)定，甚至被損壞。經(jīng)過不斷實(shí)驗(yàn)，課題組采用人工修飾的回流通道，成功解決這一老大難問題。

    王連衛(wèi)等還發(fā)現(xiàn)，這種電池具有自修復(fù)特性，即使過度放電，也可恢復(fù)。他說，鋅碘電池有較好的充放電循環(huán)特性，可多次循環(huán)，可以說鋅碘電池是種長壽命電池。課題組預(yù)期，鋅碘電池研發(fā)成功和投入應(yīng)用，不僅可取代對環(huán)境有害、在日常生活中大量使用的鉛蓄電池，也可促進(jìn)安全性車用電池研發(fā)，真正做到綠色出行、安全消費(fèi)。

    值得注意的是，從鋅碘電池工作原理可見，如果電池包裝材料全部換成柔性材料，它仍可工作。“這意味著，我們可以制作可彎曲的柔性鋅碘電池，滿足當(dāng)下柔性電子產(chǎn)品、可穿戴設(shè)備的快速發(fā)展。”王連衛(wèi)說，傳統(tǒng)電池是剛性的，在彎曲、折疊時(shí)，容易發(fā)生安全問題，而柔性鋅碘電池在保持良好柔性的同時(shí)，仍能保持原有能量密度，不影響設(shè)備續(xù)航時(shí)間。