近年来，锂电池在充电池市场上，堪称一枝独秀，但不能弯曲和不耐高温、容易起火等安全隐忧，一直是锂电池的弱点。因此关于水系锌离子电池的研究逐年增加。近日，武汉理工大学学生团队聚焦水系锌离子电池，项目所研制的锌离子电池，具备成本低、能量密度高和安全环保等优势，其研究成果论文《高性能新型锌离子电池研制与优化机制研究》获得第十六届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛全国特等奖，该项目为湖北省本届唯一一个全国特等奖。

领奖现场

武汉理工大学学生项目团队针对水系锌离子电池存在倍率性能不足和循环稳定性差的问题，分别采用了梯度掺杂构建内建电场和电化学活化重构两种策略，对锰系和钒系正极材料进行了调控和优化，从而提升了锌离子电池的循环稳定性和容量，对下一代新型电化学储能体系提供了理论和实验支撑。其所采用的技术是全国首发，技术成效十分明显，所优化的锌离子电池的倍率性处于同领域领先的地位；锌离子电池的寿命达到2000次，现有的锂离子电池的寿命基本在1000次以内。

本项目所研制的锌离子电池，具备成本低、能量密度高和安全环保等优势，有望替代锂离子电池和铅酸电池在大规模储能中应用，并且在5G基站的建设上具有应用前景。

国赛展演现场

2017年6月，团队成员进入武汉理工大学纳米重点实验室学习，廉思甜、喻科菘和李智三名学生在实验室的相互交流中，发现都十分关注水系锌离子电池，三人结伴研究这个领域。研究过程中，团队最大的困难是如何将正极材料二氧化锰的性能，调控到符合二次电池应用要求的程度。团队花费了6个多月，经过各种实验，终于攻克了这一难题，通过钛元素掺杂的方式。“2017年暑假，我们三个人每天都呆在实验室，做实验查资料，尝试了很多方法，也失败了很多次。实验成功的时候，我们都觉得努力没白费，心里很欣慰。”廉思甜告诉说到。2018年初，团队通过实验成功实现了水系锌离子电池的优化，接下来团队成员会进行实验数据整理、论文写作，研究成果会以学术论文形式呈现出来。