通过双层涂层加速下一代防火电池的实际应用

DGIST 能源科学与工程系的 Hongkyung Lee 教授与韩国工业技术研究院 (KITECH) 的 Chanhoon Kim 博士的清洁能源转换小组合作，通过采用双层涂层方法推出了一种针对不稳定电池系统的稳定技术。该工作发表在《化学工程杂志》上。

锂金属被誉为理想的电池负极材料，其理论容量比商业使用的石墨高十倍，从而可以制造出超越现有二次锂电池能量密度限制的电池。然而，锂离子电池在过度充电或过度放电时会带来和爆炸的风险，从而对其在电动汽车和便携式电子设备中的使用造成重大限制。因此，人们正在积极开展安全替代技术的研究。

水系锌电池以其高能量密度和环保特性而闻名，在储能系统(ESS)领域引起了广泛关注。作为一种安全的替代技术，增强其激活的努力被认为至关重要。然而，由于锌枝晶形成、析氢反应和锌腐蚀等挑战，水系锌电池尚未实现商业化。

为了解决这些问题，李教授的团队推出了一种采用聚合物和无机材料的新型双层涂层技术。该过程涉及同时将金属氟化物和聚合物溶液涂覆到锌金属上。金属氟化物位于下层，而非反应性聚合物层位于上方。

上聚合物层有效防止水和锌金属之间的直接接触，从而将析氢反应抑制三倍以上，并防止锌金属腐蚀。同时，下面的金属氟化物层表现出亲锌特性，有效抑制锌枝晶的形成。

能源科学与工程系的 Hongkyung Lee 教授表示：“这项研究通过简单的双层设计，创新性地解决了水性锌电池的持续挑战，包括锌枝晶、析氢反应和锌腐蚀。我们预计这项技术将扩展到使用金属阳极的各种系统，而不仅仅是锌。”