目前，化學(xué)蓄電池因其轉(zhuǎn)換效率高和可靈活運(yùn)用的特點(diǎn)，已成為規(guī)模儲(chǔ)能的主流技術(shù)之一。但現(xiàn)有電池都難于滿(mǎn)足規(guī)模儲(chǔ)能的應(yīng)用要求，如當(dāng)前大規(guī)模應(yīng)用的鉛酸電池壽命短、功率性能差且會(huì)污染環(huán)境，全釩液流電池成本過(guò)高。原則上，適合于規(guī)模儲(chǔ)能應(yīng)用的電池須具有低成本、環(huán)境友好、安全可靠的特點(diǎn)，同時(shí)兼顧高能量高功率的特性。基于此，將有機(jī)離子電池的研究拓展到水溶液電解質(zhì)體系，利用水溶液電解質(zhì)的高安全性、高電導(dǎo)、低成本等特點(diǎn)，開(kāi)發(fā)出適合于規(guī)模儲(chǔ)能的新型電池是未來(lái)蓄電池技術(shù)的重要發(fā)展方向。

然而，低工作電壓是目前制約新型水系離子電池發(fā)展的主要瓶頸之一。針對(duì)這一問(wèn)題，中國(guó)科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所動(dòng)力鋰電池工程實(shí)驗(yàn)室的科研人員在新型高電壓水系離子電池探索方面取得了系列進(jìn)展。該實(shí)驗(yàn)室繼2013年首次提出鋰鈉混合離子電解質(zhì)理念來(lái)構(gòu)建新型水系離子電池( sci.rep.,2013,3,1946)，又?jǐn)U展式提出了鋰鉀和鈉鉀混合離子電解質(zhì)的新理念來(lái)構(gòu)建水系離子電池。新電池的工作電壓為1.45v，比能量達(dá)43whkg-1，相關(guān)研究工作發(fā)表在 chemsuschem(2014,7(8),2295-2302),并申請(qǐng)了中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利(201410108023.4)。在此基礎(chǔ)上，實(shí)驗(yàn)室的科研人員還發(fā)現(xiàn)鋅鐵氰化絡(luò)合物可作為鋅離子電池正極材料，以金屬鋅為負(fù)極和鋅鐵氰化絡(luò)合物為正極構(gòu)建出一種新型高電壓水系鋅離子電池。其工作電壓達(dá)到1.7v，為目前報(bào)道的現(xiàn)有水系離子電池的最高值之一。該研究結(jié)果現(xiàn)以communication形式在線(xiàn)發(fā)表在 adv.energymater.雜志(doi:10.1002/aenm.201400930),并申請(qǐng)了中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利(201410228197.4)。

上述研究成果不僅是對(duì)現(xiàn)有電池理論的重要補(bǔ)充和創(chuàng)新，而且為未來(lái)設(shè)計(jì)和發(fā)展新型電池提供了新思維和新方向。研究工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金委、科技部、中科院和寧波市的項(xiàng)目資助。