快速充电电池通常存在损坏风险，但佐治亚理工学院研究锌离子电池的团队却借此取得突破，提升了电池强度，这一成果或改变家庭、医院和电网的供电方式。

乔治·W·伍德拉夫机械工程学院副教授陈海龙及其团队颠覆电池设计基本理念，发现以更高电流充电锌离子电池可延长其使用寿命。该研究成果发表于《自然通讯》杂志，挑战核心假设，为更安全、经济的锂离子技术替代方案指明方向。

与常用锂离子电池相比，锌离子电池优势明显：锌储量丰富，许多国家可开采;成本低，不依赖稀缺材料;不易燃，安全性高;对环境更安全，毒性小且易回收。不过，此前锌离子电池存在枝晶生长问题，可能导致电池短路。

陈海龙表示：“我们发现，更快充电速度实际抑制了枝晶形成，与锂离子电池情况不同。”采用新方法，锌沉积成光滑、致密层状，避免短路，延长电池寿命。陈海龙称：“这打破了快速充电缩短电池寿命的传统观念，拓展了对快速充电的理解，可能改写电池设计及用途看法。”

然而，这一突破仍有局限。陈海龙指出，电池有阳极和阴极，团队虽大幅延长了阳极寿命，但阴极仍需改进。目前，他正努力提升阴极性能，使整个电池长期可靠运行，还尝试将锌与其他材料混合提高耐用性。

陈海龙团队并非偶然取得成果。他们构建新工具，可实时观察锌在不同充电速率下的行为，并同时研究多个样本。传统电池实验一次只测试一个变量，而新方法允许同时测试数百种条件，加快发现速度，揭示易被忽略的模式。陈海龙称：“我们不仅观察电池能否正常工作，还观察充电过程中材料结构变化。”利用新工具，团队首次揭示快速充电使锌沉积成光滑层状的原因，此前无人通过实验绘制这一过程。

陈海龙表示，锌离子电池可用于家庭储存太阳能或电网稳定，为需要可靠、经济备用电源的地方提供支持。随着清洁能源需求增长、锂供应链不稳定及对易燃电池安全担忧加剧，替代品需求迫切。若进展顺利，陈海龙希望锌离子电池约五年内投入日常使用。

更多信息：Yifan Ma 等，通过高通量原位 X 射线衍射理解锌电沉积中速率相关的织构生长，《自然通讯》 (2025)