在3C产品成为日用品的现在，我们对电池的需求量是前所未见，如今最流行的是锂离子电池，它几无处不在，包括笔记型电脑、手机到电动自行车、电动车都有。不过这也引发了隐忧，锂是一种非常活跃的金属，它浸没在有机电解质中，在极端情况下可能会过热并著火。研究人员一直在尝试设计使用不同材料的电池，一种称为“水电池”的新配方可能很有潜力。
科学警报(Science Alert)报道，“水电池”的正式名称是水金属离子电池，采用的是镁或锌等金属，与现有的电池材料相比，这些金属的成本更低，毒性也更小。
电池透过产生从电池正极（阴极）移动到负极（阳极）的电子流来储存能量。当电子以相反方向流动时，它们会消耗能量。电池中的液体，是正负两端来回电子的媒介物，称为电解液。在水电池中，电解液是添加了一些盐的水，而不是硫酸或锂盐。
为何包括锂电池在内的充电电池会因过充、使用时间长而故障，甚自燃呢？这是因为电池内部的金属阳极，会随著时间形成微小的尖刺金属生长物（dendrites,枝晶），它会阻碍充电效果，要是刺穿电池薄膜，就会发生自燃。
而这项最新研究最大的突破，在于团队想出了一种方法来防止水电池短路。他们在电池的锌阳极上涂上了金属铋，金属铋会形成一个保护层，阻止枝晶形成。
研究人员的实验表明，被铋层保护的锌极使水电池的使用寿命更长，在 500 次的充放电循环后，仍能保留 85% 以上的充电量。目前该团队开发出硬币大小的水电池原型，以及类似于三号AA 或4号AAA 的圆柱型电池。
该团队目前正在提高水电池的能量密度，希望能与硬币型锂电池相媲美。主要作者、皇家墨尔本理工大学化学科学家马天一(Tianyi Ma)表示，团队也在研发取代铅酸电池的版本。铅酸电池常用在汽车身上，是启动引擎的关键设备，但它们含有铅和有害酸，因此必须在专业设施中回收。
尽管这项新技术不会很快取代锂离子电池，但随著进一步的研究和开发，水电池可望在十年左右进入商用化。
0
