?NRL队Debra R. Rolison（左二），Jeffrey W. Long（中间）和Joseph F. Parker（左起第四名）和2016年6月22日担任海军部长的Sean J. Stackley（最左边）和Delores Etter，他们的工作破解了数百年的问题，并改变了整个锌基碱性电池的未来功能和性能。（来源：美国海军）

美国海军研究实验室（NRL）化学部门的研究人员开发了一种更安全的易燃易爆锂离子电池，但该电池最近在海军和其他军事平台上被禁用。

NRL先进电化学材料集团的Joseph Parker，Jeffrey Long和Debra Rolison正在努力创建一个更安全的水基锌电池系列。他们已经实现了镍 - 锌（Ni-Zn）电池的突破，用三维锌“海绵”替代传统使用的粉末状锌阳极。使用3-D Zn的电池拥有与锂离子电池相抗衡的能量含量和可再充电能力，同时避免了锂电池继续陷入安全问题的困境中。

他们的研究发表在2017年4月28日的美国科学促进会的官方刊物《科学杂志》上。此文章的其他贡献者包括前NRL职员科学家Christopher Chervin，国家研究理事会博士后研究员Irina Pala以及行业合作伙伴Meinrad Machler和EnZinc公司首席执行官Michael Burz。

该项目高级科学家和首席研究员罗尼森博士说：“我们团队在海军研究实验室开创了重新设计下一代能量储存电极的架构方法。3-D海绵状电极能使我们重新定义二十一世纪的锌：一种著名的电池材料。”

锌基电池是用于单一用途的全球电池，但由于其在电池内生长导电晶须（树突）的趋势，实际上被认为是不可再充电的，因为树突长到足够长会引起短路。

“实现可充电锌基电池的关键在于控制循环过程中锌的行为，而电流更均匀地分布在海绵中，就使得物理上难以形成枝晶。”本文的第一作者Parker说。

NRL团队以三种方式展示了Ni-3-D Zn的性能：延长了单次使用电池的寿命; 与锂离子电池相比循环电池能量含量是其100倍之多; 并且在短期工作内循环电池的次数超过50,000次，伴随间歇性电源突发，与在一些混合动力车辆中使用电池的方式相似。

随着可再充电的优势发展，3-D Zn海绵状电极可以在整个民用和军事领域的锌基碱性电池家族中部署。龙博士说：“我们现在可以提供一种与能源相关的替代方案，从锂离子的替代品替代到便携式和可穿戴电力，以及载人和无人电动车辆，同时降低安全隐患，减轻交通限制和使用地球丰富的材料。”


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