盖世汽车讯 据外媒报道，日本东北大学（Tohoku University）的研究人员实现了一项锌空气电池创新，可明显提高电池性能，使其成为锂离子电池的强劲对手。

（图片来源：东北大学）

研究人员利用新型氮杂酞菁铁单分子层（iron azaphthalocyanine unimolecular layer，AZUL）电催化剂和一种串联电解质系统，可将锌空气电池的电势提高到约2.25 V，功率密度高达318 mW/cm2，为其在无人机、电动汽车和电网规模储能系统等先进设备中的应用提供了机会。

了解锌空气电池

锌空气电池是一种金属空气电池，通过锌与空气中的氧发生氧化反应来提供电力。这种电池具有高能量密度，并且生产成本相对较低，因此在不同应用中成为有吸引力的选项。然而，由于功率密度低和1.4 V左右的标准电压，其在先进设备中的应用受限。

在这项创新中，东北大学的研究人员开发了氧化钴/碳纳米管杂化催化剂和镍铁层状双氢氧化物正极催化剂。这些催化剂具有更高的催化活性和耐用性，使锌空气电池的峰值功率密度达到约265 mW/cm³，能量密度高于700 Wh/kg。这项创新还包括充放电电压极化小、可逆性高的可充电锌空气电池。

与锂离子电池相比

目前，锂离子电池是最受欢迎的电池类型，具有大约150-250 Wh/kg的比能和3.6 V左右的标称电池电压。相比之下，目前的锌空气电池可提供的理论和实际比能分别为1370 Wh/kg和470 Wh/kg，比功率为100 W/kg，标称电池电压为1.45 V。受益于这项创新，锌空气电池的能量密度有望提高到400-500 Wh/kg，与目前的锂离子电池相当甚至更高。另外，电压也可提升至1.6-1.8 V。

比起锂离子电池，锌空气电池具有更高的能量密度，并有望提供更高的比能。然而，为了达到与锂离子电池相当的比能和电压水平，仍需对其进行深入改进。这项研究创新是实现这一目标的重要一步，可将锌空气电池的电势提高到约2.25 V，功率密度高达318 mW/cm²。

潜在的未来应用

在不久的将来，凭借更高的能量密度和更好的性能，锌空气电池有望成为锂离子电池的竞争性替代品，可能应用于电动汽车电池、便携式电子设备和公用事业规模的储能系统。

此外，东北大学研究人员开发的AZUL电催化剂和串联电解质系统，在超低pH范围内表现出高稳定性和优异的氧还原反应性能。在200 mA/cm²的高放电电流密度下，这种串联电解质电芯的电压超过1.0 V，在100 mA/cm²的放电电流密度下，输出功率密度达到1139 mWh/g(Zn)。这项创新为锌空气电池作为尖端设备的驱动电源铺平了道路，如无人机和其他先进电子产品。