近年来，中国科学家在水系锌金属电池领域取得了重大进展，为开发下一代安全、高效、适应极端环境的储能系统提供了新的可能性。由中国科学院大连化学物理研究所的陈忠伟院士和王冬冬研究员领导的团队创造性地研制出一种多相“湿砂”电解质，成功克服了析氢反应、枝晶生长和高温失效等长期制约该技术发展的瓶颈，使得电池能够在极端宽泛的温度范围内稳定运行，为其在大规模储能应用中铺平了道路。
水系锌金属电池由于使用水基电解液，具备了安全、无毒、环保等显著优势，并且锌资源丰富，价格低廉，因此被视为锂离子电池的理想替代品。然而，其商业化进程一直受到阻碍，主要原因包括：水的电化学窗口较窄，容易发生析氢副反应；锌负极容易形成枝晶，导致短路；最为关键的是，传统水系电池在高温环境下（如60℃以上）性能迅速下降，无法适应沙漠光伏发电和地热勘探等高温条件，这极大地限制了它们的应用范围。
针对这些难题，研究团队另辟蹊径，提出“湿砂”电解质设计理念。该电解质由乙二醇与氧化铝纳米颗粒协同构建多相结构，通过“分子锁水”与“界面锚定”双重机制，有效抑制自由水分子的活性，拓宽电化学稳定窗口，显著降低副反应。同时，其独特的物理化学性质赋予电解质卓越的热稳定性，即使在140℃高温下，仍能引导锌离子均匀沉积，抑制枝晶生长。
实验结果令人振奋：采用该电解质的锌-聚苯胺全电池在室温至140℃的超宽温域内，实现1700次稳定循环，电流密度高达8A/g，展现出优异的倍率性能与循环寿命。团队进一步开发的软包电池在80℃环境下持续运行超100次，热成像显示温度分布均匀，无局部过热或性能衰减，验证了其实际应用潜力。
“这项技术不仅推动了高温水系电池的发展，更为下一代适应极端环境的储能系统提供了全新的电解质设计思路，”陈忠伟院士表示。相关成果已发表于国际顶级期刊《自然·通讯》，引发学界广泛关注。这一突破的意义远超实验室。未来，该技术有望应用于高温地区光伏储能、深地热探测设备、航空航天等特殊场景，助力构建更具环境适应性的新型电力系统。
