尽管如今锂离子电池已经非常普遍，但它的寿命和安全性依然充满着挑战性，有必要考虑是否有更合适的材料能替代。因此，新一代高性能电池所选用的材料需要具备本征的安全性，使其在运行过程中较非水系的锂基电池更为安全。基于Zn的水系可充电电池或许可以胜任这项挑战，但备受困扰的问题则是材料在循环过程中会形成枝晶，这对电池的性能及安全性都有很大的影响。 

　　美国海军研究实验室（NRL）Debra R. Rolison团队研发了一种可有效控制枝晶的Ni-3D Zn可充电电池，性能可与锂离子电池媲美。相关研究成果“Rechargeable nickel-3D zinc batteries: An energy-dense, safer alternative to lithium-ion”发表在4月28日的《科学》期刊上（Science, 2017, 356, 415-418, DOI: 10.1126/science.aak9991）。 

　Ni-3D Zn电池的循环性能，图来源：Science 

　　他们将Zn电极设计成一种整体的无周期性的多孔海绵状构筑，即便是在深度放电时，其内核导电金属Zn仍然存在。当Zn负极形成三维海绵状时，可与Ni组装成深度放电的一次性电池，也可组装成可充电的二次电池。 　

　　这种3D海绵形貌在以下3个方面提升了Ni-Zn电池性能： 

　　1）在原电池中，完成了>90%的理论放电深度（DOD_Zn）。 

　　2）在和锂离子比能量相当的情况下，可实现在40%的理论放电深度下高速循环100次。 

　　3）满足微型混合动力汽车5万次启停需求。 

　　（综合纳米人、材料牛网报道） 

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