锌电池华丽“变脸” 价格不到锂电池的一半

    锌是生活中常见的四种金属之一，地位仅次于铁、铝和铜。在现代工业中，锌对于电池制造有不可磨灭的贡献，是一种相当重要的金属。我们日常生活中的大部分一次性电池都使用了廉价的锌，如锌锰电池——如果反复充电，会造成腐蚀性破坏。由于这种特性，锌制电池一直被业界认为难以用于制作蓄电池。然而，据国际学术刊物《自然通讯》前几日报道，美国斯坦福大学和丰田中央研究所已经共同开发出了一种用锌制作蓄电池的新技术。

    使锌在充电时产生的针状物质朝着不破坏电池的方向延展。令人称奇的是，该技术研发而成的新型锌电池采用的原料和廉价的一次性电池相同。众所周知，大部分一次性电池的负极都使用了廉价常见的锌作为材料。反复充电后，锌会在电池负极的表面形成一种针状物质。这种针状物会破坏电池结构，因此蓄电池基本不会采用锌作为原材料。

    那么此次日美联合开发出的新型锌电池是怎么做到完美蓄电的呢？

    原来，东相吾等人反复钻研，经过使用锌箔和铜箔的电极比较实验后，发现在电气化学的电镀-剥离循环中，锌镀电池产生镀锌枝晶是蓄电失败的重要原因。而只需找到控制电池溶液中离子的转移方法，就能实现锌电池的反复使用。

    在这种启发之下，研究人员优化了传统金属箔电池的内部，采用内置绝缘层的方法，影响电离子的运动通道。使锌在充电时依然产生针状枝晶，但却朝着不破坏电池结果的方向延展。譬如，在传统一次性电池中，枝晶是横向平直生长，但在新型锌电池中，枝晶却是弯曲延展。

    价格不到锂电池的一半

    新型锌电池的研发的确增加了蓄电池的种类，但现代社会中，锂电池已成为了主流，我们还有必要生产锌电池吗？

    的确，含锂金属电池早在1912年就被提出研究，等到1992年索尼成功开发出锂离子电池时，作为属性活泼的金属，锂得到了普遍实用化。除了用在救命的心脏起搏器中，还用来研制锂锰电池。后者的推广使得移动电话、个人电脑、计算器、数码相机、甚至手表等便携电子设备的重量和体积大大减小。
但其实，锌制成的电池相比之下优点更多，不仅使用方便，而且由于锌的化学性质相对稳定，没有易燃易爆的风险，生产和储存的费用均低。

    研究证明，这种新型的锌蓄电池和目前通用的锂电池相比，性能相当，但它的价格不到锂电池的一半。此外，生产流程上可以直接利用现有设备，成本投资便于控制。

    新型锌电池可以拓展电力储存的应用范围

    今年市场上，以电动车为代表的环保车的需求量正处于不断攀升中，该趋势也推动了作为基础配置的锂电池材料的发展。全球市场正以每年20%的速度迅速扩大。

    在这种形势下，新型蓄电池的开发会给相关行业带来怎样的影响呢？

    说到这个问题，不得不提一下日本曾一度出现的锂电池增产热潮。在那段时间，日本工业虽然在锂电池的容量、寿命、充电时间和性能等多方面都取得了技术性突破，但在价格战中，却被韩国企业抢走了风头。

    例如，在去年，跨国公司松下在中国的电池工厂因经营恶化而被迫关闭，特斯拉的电池订单也被韩国LG公司分掉了一杯羹。目前三星公司在全球电动汽车的电池市场比重已达到27%，市场占有率第一。

    此时，新型锌电池的出现无疑是强心剂，不仅使得日本有望将再度占据蓄电池技术优势，还使得电池生产成本大幅降低。自然，电池厂商的竞价空间也会相应增高，各大车企更能加速推动电动车的普及。

    除此之外，新型锌电池可以拓展电力储存的应用范围，弥补太阳能、风力发电受天气影响的弱点，实现可再生能源的相对稳定电力供应。另一方面，也对成熟度较高的锂电池技术提出了挑战，催促其进一步发展。当然，目前主流趋势依然存在，新型锌电池的开发需要时间积累，两种电池的共存现状在较长一段时间内不会改变。<