因為成本低、安全性高、儲電能力強等特點，水系鋅溴液流電池在電網(wǎng)儲能領域具有廣闊的應用前景，但一直存在電池壽命短且容易“早衰”的致命弱點。

　　針對這一難題，深圳理工大學科研團隊找到了解決方案，相關成果4月5日發(fā)表在《自然通訊》上。該研究由深圳理工大學院士工作站教授成會明指導，材料科學與能源工程學院助理教授梁國進、副教授孫源淼為共同通訊作者，深圳理工大學聯(lián)培博士生胡議闡、閔志雯為共同第一作者。

　　“水系鋅溴液流電池之所以會有上述弱點，是因為在電池充放電時，鋅金屬會像樹枝一樣不受控制地生長，被稱為‘枝晶’，這些‘金屬刺’可能刺穿電池隔膜導致短路，嚴重縮短電池壽命?！绷簢M表示，同時電池內(nèi)還會產(chǎn)生氫氣氣泡（析氫反應），進一步降低電池效率和壽命。

　　據(jù)梁國進介紹，他們研發(fā)出一種高可逆性碳氈電極，在其表面均勻“鋪”了一層鉛納米顆粒。這些鉛顆粒就像“交通標志”一樣，能夠引導鋅金屬平整有序地沉積，避免亂長“金屬刺”。同時，這種經(jīng)過鉛改性的電極還具有更高的析氫反應過電位，可以抑制析氫反應，也就是抑制氫氣氣泡產(chǎn)生，讓電池工作更穩(wěn)定。

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　　實驗證明，基于這種改性電極的鋅溴液流電池壽命大幅延長，在超過2300小時的時間里，每平方厘米電極上累計儲存23安時的電量，且能量轉化效率平均超過78%。

　　同時，基于鉛納米顆粒改性的碳氈電極的鋅溴液流電池還展現(xiàn)出其在嚴苛條件下的強勁性能，實現(xiàn)了超過4000次循環(huán)的穩(wěn)定循環(huán)壽命，而傳統(tǒng)電池僅能循環(huán)幾百次，壽命大約提升了10倍。而且，即使在超高電流密度/面容量（100mA cm-2/100mAh cm-2）的情況下，鉛納米顆粒改性的碳氈電極也能有效抑制枝晶生長和析氫反應。

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　　“這項工作為鋅基液流電池中高可逆性鋅電極的設計提供了有益見解?！绷簢M說，鉛納米顆粒改性的碳氈電極是一種具有成本效益且高效的解決方案，可用于提高鋅負極的可逆性，極大提升了鋅溴液流電池在大規(guī)模、低成本儲能應用中的實際可行性。