因为成本低、安全性高、储电能力强等特点，水系锌溴液流电池在电网储能领域具备巨大的应用潜力，然而其电池寿命短且易“早衰”的问题一直困扰着业界。近日，深圳理工大学科研团队成功攻克了这一难题，相关研究成果已于4月5日在《自然通讯》上发表。该研究由深圳理工大学院士工作站教授成会明指导，材料科学与能源工程学院助理教授梁国进、副教授孙源淼担任共同通讯作者，深圳理工大学联培博士生胡议阐、闵志雯为共同第一作者。

水系锌溴液流电池寿命短的主要原因在于电池充放电过程中，锌金属会不受控制地生长出枝晶，这些“金属刺”可能刺穿电池隔膜导致短路，从而大幅缩短电池寿命。同时，电池内部还会发生析氢反应，产生氢气气泡，进一步降低电池效率和寿命。梁国进表示，他们团队研发了一种高可逆性碳毡电极，通过在其表面均匀“铺”上一层铅纳米颗粒，有效解决了这一问题。

这些铅纳米颗粒就像“交通警察”一样，引导锌金属平整有序地沉积，避免了枝晶的生长。同时，经过铅改性的电极具有更高的析氢反应过电位，有效抑制了氢气气泡的产生，使电池工作更加稳定。实验证明，采用这种改性电极的锌溴液流电池寿命显著延长，在超过2300小时的时间里，每平方厘米电极上累计储存23安时的电量，能量转化效率平均超过78%。

此外，该电池在严苛条件下也展现出强劲性能，实现了超过4000次循环的稳定循环寿命，而传统电池仅能循环几百次，寿命大约提升了10倍。即使在超高电流密度/面容量（100 mA cm-2/100 mAh cm-2）的情况下，铅纳米颗粒改性的碳毡电极也能有效抑制枝晶生长和析氢反应，进一步提升了锌溴液流电池的实用性和可靠性。

梁国进指出，这项工作为锌基液流电池中高可逆性锌电极的设计提供了宝贵见解。铅纳米颗粒改性的碳毡电极作为一种具有成本效益且高效的解决方案，有望广泛应用于大规模、低成本的储能领域，推动锌溴液流电池技术的进一步发展。

（文章来源：深圳商报）