维度网讯，美国佛罗里达州立大学的研究人员开发出一种新型水基锌离子电池，该电池在900次快速充电循环后性能保持稳定，为解决现有电池的安全和环境问题提供了新方案。

锂离子电池因过热、火灾风险及环境影响而备受关注，工业界正积极寻求替代品。水基锌离子电池（AZIBs）具有廉价、环保和不易燃的特点，但存在枝晶问题，即充电时金属结构生长导致短路，限制了其应用。

该团队采用自组装设计，在生产过程中直接在电池内部生长二氧化锰电极，并结合用水基水凝胶增强的凯夫拉纤维。这种材料类似于防弹背心中的高冲击材料，形成物理屏障，防止枝晶造成短路。

电气与计算机工程系的Petru Andrei教授表示：“我们想改进水基锌离子电池的制造方式。所有加工都在水中进行，使用不易燃的水凝胶来稳定和抑制枝晶。这些是可能导致电池失效的微小金属结构，使组装过程更简单且显著更安全。”

原型电池在900次循环中表现优异，几乎没有性能损失，并在恶劣条件下正常工作。传统电池生产涉及浆料混合和干燥步骤，需要昂贵设备和严格质量控制，而新方法基于水基工艺，简化了流程。

水基锌离子电池重量较大，不适合智能手机等便携设备，但适用于电网规模能源存储和家庭备用电源，其中稳定性和寿命是关键因素。此外，它们也可用于可穿戴医疗设备。

这项研究为大规模能源存储提供了一种安全、低成本的解决方案，相关成果发表在《ACS Omega》杂志上。

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