流動式鋅漿電池突破耐久性瓶頸，5,500次循環後仍保留八成容量

突破傳統鋅電池瓶頸

復旦大學與中國科學院研究團隊日前開發出一款流動式鋅漿電池，在長時儲能應用上展現突破性進展。與傳統鋅電池仰賴固定式電極不同，新型電池採用懸浮於導電液體中的鋅奈米粒子漿料，讓活性材料得以持續循環流動。這項創新設計克服了過去限制鋅基流動電池發展的多項關鍵技術瓶頸，包括粒子聚集、電化學反應不穩定，以及界面劣化等問題。

耐久性測試數據亮眼

實驗室測試結果令人矚目。該電池系統實現了99.94%的庫侖效率，意味著在充放電過程中能量損失極低。特別是採用相同架構的鋅-二氧化錳電池，經歷5,500次充放電循環後，仍保留81.1%的原始容量，顯示出遠優於既有技術的耐久性表現。此外，電池連續運作時長達5,128小時，為再生能源系統提供穩定的長時儲能支撐。

動態能量載體的設計理念

該研究的核心創新在於將鋅從「靜態電極」轉變為「動態能量載體」。研究團隊採用奈米級鋅粒子、中空碳骨架以及配體控制的電解質，使得鋅能在金屬態與離子態之間可逆地相互轉換，同時在儲槽與電池單元之間持續循環。通訊作者王飛教授表示，這一概念源自於對工業鋅電解冶煉製程的觀察，啟發團隊將鋅的可逆得電子過程應用於能量儲存。

可擴展的系統架構

流動式電池架構的另一優勢在於「容量與功率分離」——儲能容量可透過增加外部儲槽中的漿料容量來擴充，而無需重新設計核心電化學系統。這使得長時儲能應用的系統設計更加靈活，降低擴展成本與技術複雜度。

再生能源應用前景

該技術設計專為太陽能農場與風場等間歇性再生能源儲能應用量身打造。當太陽能板或風力渦輪機產生多餘電力時，系統可將其轉化為化學能儲存；在再生能源發電量下降時，電池則釋放儲存的能量以穩定電網供應。

研究團隊表示，未來工作將聚焦於將流動式鋅漿概念從實驗室規模驗證推進至實際可用的長時儲能系統，同時優化漿料化學配方、改善系統整合，並探討在鋅基系統之外開發類似可流動金屬能量載體的可能性。本研究已刊登於學術期刊《自然能源》。