水系锌电池研究获突破 揭示新失效机制助力大规模储能
水系锌电池因安全低成本被视为下一代大规模储能潜力技术，但锌负极界面不稳定性阻碍商业化。研究团队设计光学电化学测试装置，引入荧光 pH 指示剂及激光共聚焦成像，实现界面 pH 场三维实时监测。研究发现锌电极界面形成稳定竖直化学分层，并结合模拟揭示全新失效机制。该成果为水系锌电池及其他水系金属电池设计提供指导。
海外小索2026/3/26 17:34:25
核心摘要
水系锌电池因安全低成本被视为下一代大规模储能潜力技术，但锌负极界面不稳定性阻碍商业化。研究团队设计光学电化学测试装置，引入荧光 pH 指示剂及激光共聚焦成像，实现界面 pH 场三维实时监测。研究发现锌电极界面形成稳定竖直化学分层，并结合模拟揭示全新失效机制。该成果为水系锌电池及其他水系金属电池设计提供指导。
水系锌电池因具备本征安全性高、成本低及环境友好等特性，被视为下一代大规模储能技术的有力候选者。然而，金属锌负极在水系电解液中面临的界面不稳定性问题，如表面钝化与自腐蚀耦合，严重制约了其循环寿命与商业化应用。为此，探索新技术以解析失效机制并提升电池性能至关重要。
针对这一挑战，研究团队创新设计了一种支持光学观测的电化学测试装置。通过在电解液中引入荧光 pH 指示剂，并结合激光共聚焦成像技术，团队实现了对反应界面 pH 场在三维空间内的实时监测与高精度定量重构。
利用该工具对锌电极界面化学环境的实时监测显示，无论是在静置状态还是电化学运行期间，锌电极界面均会形成稳定的竖直化学分层。结合多物理场模拟分析，研究团队成功揭示了一种全新的电极失效机制。该项成果不仅为水系锌电池金属负极的失效机理提供了新见解，也为其他水系金属电池的理性设计提供了普适性指导。
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