近日，阿德莱德大学研究人员开发出一种用于水性电池的新型干电极，该电极阴极性能表现优异，为水性锌碘电池的大规模应用带来新希望。相关研究成果已在《焦耳》杂志上发表。

领导该团队的阿德莱德大学化学工程学院纳米技术系主任、能源与催化材料中心主任乔世章教授介绍：“我们开发了一种用于锌碘电池的新型电极技术，避免了传统的碘湿混合方法。”研究团队将活性材料混合成干粉，并将其卷成厚的、自支撑的电极。同时，在电解液中添加少量名为1,3,5 - 三聚甲醛的简单化学物质，这种物质在充电过程中会在锌表面形成一层柔性保护膜。这层薄膜可有效防止锌形成尖锐的树枝状结构，避免电池短路。

水性锌碘电池在电网规模存储方面具备无与伦比的安全性、可持续性和成本优势，但与锂离子电池相比，一直存在性能问题。此次新型干电极的开发，有望改善这一状况。

参与研究的阿德莱德大学化学工程学院研究员韩武表示，这种新的电极制备技术使每平方厘米的活性材料负载量达到了创纪录的100毫克。使用新电极制作的袋式电池充电后，经过750次循环仍保留了88.6%的容量;纽扣电池经过500次循环后，仍保留了近99.8%的容量。研究团队还利用同步红外测量直接观察了保护膜在锌上的形成过程。

高碘负载和坚固的锌界面意味着每个电池能以更低的重量和成本储存更多能量，使锌碘电池更接近大规模或电网储能的实际应用。

与现有电池技术相比，该团队的发明具有多方面优势。一是容量更高，干电极比湿法电极含有更多活性材料，湿法电极容量通常低于2 mA h cm⁻²。二是能降低自放电和穿梭损失，致密的干电极可减少碘逸入电解质，降低对性能的影响。三是具备更好的锌稳定性，原位保护膜可防止枝晶生长，延长电池循环寿命。

乔世章教授称，这项新技术将使储能供应商受益，尤其是在可再生能源并网和电网平衡方面，他们将获得成本更低、更安全、更持久的电池。公用事业和微电网等需要大型稳定能源库的行业有望更快采用该技术。

目前，该团队计划进一步开发该技术以扩展其功能。乔教授表示，通过采用卷对卷生产方式，可扩大电极生产规模;通过优化更轻的集流体并减少过量的电解质，系统整体能量密度可从约45瓦时/千克(Wh kg⁻¹)翻倍至约90 Wh kg⁻¹。此外，团队还将采用相同的干法工艺测试溴系统等其他卤素化学物质的性能。

更多信息：Han Wu 等，《超高负载和先进性能的水系锌碘电池》，Joule (2025)