電子發燒友網報道（文/黃山明）鋅基電池是以鋅為核心材料的一類電池，主要包括鋅-空氣電池、鋅液流電池和鋅離子電池等多種類型。這類電池的核心優勢是高安全性、低成本以及對環境友好。

由于鋅基電池采用水系電解液，避免傳統鋰電池的易燃易爆風險，因此極端條件下仍能保持穩定。并且鋅資源儲量豐富（地殼含量約0.02%），原材料成本僅為鋰電池的30%-40%。同時不含鉛、鎘等重金屬，生產過程碳排放量低?，符合未來碳中和方向。鋅也是無毒的，可以被回收再利用，對環境影響較小。

而在水系電池中，鋅基電池相比傳統鉛酸電池在能量密度上有了較大提升，相同體積貨重量下能夠存儲更多能量。也能在短時間內提供較大電流，可快速響應并滿足高功率設備使用需求。還具備較寬的工作溫度范圍，在寒冷或高溫環境下，都能穩定為設備提供電力支持。

據marketmonitor報告顯示，2024年，全球鋅離子電池市場規模為101.3億美元，預計2024-2029年將以3.6%的年復合增長率增長。

鋅基電池面臨的技術挑戰與發展潛力

盡管目前鋅基電池相比傳統鉛酸電池在能量密度上有了較大提升，但普遍在80-150Wh/kg，僅為鋰電池50%左右。當然，目前已經有機構通過有機-無機復合電解液將能量密度提高至200Wh/kg?，達到與鋰電池相當的水準，初具商業價值。

但鋅基電池遇到最大的挑戰是鋅枝晶問題，在充電時，負極金屬鋅沉積溶解反應在膜與電極界面處發生，隨著鋅沉積層加厚，體相溶液活性物質難以及時擴散到電極表面，濃差極化增大，鋅活性物質易擴散至電極表面凸起處，導致金屬鋅不均勻沉積，形成枝晶。枝晶生長可能會刺穿隔膜，造成電池短路，降低電池效率和容量，嚴重影響電池的循環穩定性和安全性。

目前的一些方法主要是通過改進電極材料，例如通過采用納米結構、合金化或者其他表面改性方法來抑制枝晶生長，提高電極的穩定性和循環壽命。或者優化電解液配方，開發新型電解液或者添加特定添加劑來減少析氫反應的發生，增強電解液對鋅陽極的保護作用。

此外，鋅基電池（如鋅空氣、鋅溴液流電池）的循環壽命雖有所提升，但相較于鋰電池仍有差距，主要是由于鋅枝晶生長導致循環壽命受限，多數產品循環次數少于5000次。不過采用3D多孔鋅負極抑制枝晶，循環壽命可提升至8000次以上。

尤其是中國科學院上海硅酸鹽研究所開發的水系鋅電池在長循環壽命和高庫倫效率方面取得了重要進展。

除了這些技術挑戰外，鋅基電池擁有巨大的商業潛力，由于水系鋅基電池因高安全性（不起火、不爆炸）和穩定倍率性能，在儲能系統、微電網及UPS（不間斷電源）領域開始逐步替代鉛酸電池和鋰電池。

即便在新能源汽車領域，鎳鋅電池憑借低成本、高能量密度和環保特性，成為鋰電池的潛在競爭者。并且鋅基電池本身原材料成本較低，未來隨著技術成熟和規模效應，成本有望進一步降低。當前鋅基電池正處于從實驗室研發向產業化過渡的階段，未來有望加大研發投入，推動其在儲能領域的廣泛應用。

小結

未來鋅基電池將聚焦于“性能優化+場景適配”?的雙軌發展。短期內，通過材料改進和工藝創新提升循環壽命與能量密度；長期來看，結合政策支持與規模化生產，鋅基電池有望在儲能、低速交通及消費電子領域形成差異化優勢，成為多層級能源體系的重要組成部分。??????