西安交大团队突破碱性锌基液流电池寿命瓶颈
碱性锌基液流电池因具备高电压、低成本及优良安全性能，近年来备受关注，被视为适用于新型电力系统长时储能技术的重要候选方案。然而，这类电池在负极区域长期面临锌离子传输速率与电化学反应速率之间的不协调，导致锌枝晶生长以及副反应的发生，严重制约了电池的循环寿命和商业化进程。
为解决这一问题，西安交通大学能源与动力工程学院何雅玲院士与李印实教授领导的研究团队提出了一种创新思路——“有机分子差速锁”机制。该策略通过在负极电解液中引入L-丝氨酸（L-Ser）作为多功能添加剂，构建出一个能够实现锌离子传输与电化学反应动态平衡的化学环境，从而有效提升电池的循环稳定性。
研究团队结合理论模拟与实验手段，系统揭示了L-Ser在调控锌离子行为方面的作用机制。在电解液本体中，L-Ser能够重构锌离子的溶剂化结构，增强离子迁移速率，同时抑制其还原过程；而在电极-电解液界面，L-Ser优先吸附于电极表面，有助于均匀化离子通量分布，减缓锌沉积速率。此外，L-Ser还能在金属锌表面形成稳定界面膜，显著抑制析氢和腐蚀反应。
实验结果表明，添加L-Ser的电池在50 mA·cm-2（30 mAh·cm-2）的电流密度下，可稳定运行超过230小时，展现出显著的性能提升。这一发现不仅揭示了L-Ser在调节锌离子体相与界面行为方面的多重作用机制，也为未来设计高稳定性、长寿命的碱性锌基液流电池提供了理论支持与技术路径。
相关成果于去年12月发表在国际知名期刊《先进功能材料》（Advanced Functional Materials）上。何雅玲院士与李印实教授担任论文通讯作者，能动学院博士生种法政为第一作者。