中国报告大厅网讯,当前全球能源转型加速背景下,锌离子电池凭借其安全性高、成本低及环境友好等优势,成为继锂电之后的重要研究方向。然而如何解决金属枝晶生长导致的循环寿命短和利用率不足问题,仍是制约该技术商业化应用的关键瓶颈。针对这一行业痛点,比亚迪股份有限公司近期公开的一项专利创新性地提出了锌离子电池负极集流体优化方案,在材料结构设计上实现重要突破。
中国报告大厅发布的《2025-2030年全球及中国锌离子电池行业市场现状调研及发展前景分析报告》指出,该专利核心在于对传统锌离子电池负极集流体的重构。通过在导电基体表面构建复合金属沉积层,研究人员创造性地将金属氟化物与硫化物作为关键材料,并引入铟、铋、锡等金属元素形成协同效应。这种多组分材料组合有效抑制了充放电过程中锌离子不均匀沉积现象,从根本上解决了枝晶刺穿隔膜引发的安全隐患。
实验数据显示,采用该新型集流体的电池展现出显著的性能改善。金属沉积层通过优化界面电子传导和离子扩散路径,在2000次循环测试中仍保持95%以上的容量保持率。相较于常规锌基电池60%70%的能量利用率,此技术方案将实际可用能量提升至85%以上,大幅降低了储能系统的全生命周期成本。
专利文件还详细说明了该集流体在多个领域的应用潜力。除了电动汽车和电网储能等传统场景,其轻量化设计与宽温域特性特别适用于可穿戴电子设备及物联网终端供电系统。通过优化金属沉积材料配比,未来有望开发出20℃至60℃温度区间内稳定工作的锌离子电池产品。
专利文件强调,金属氟化物与硫化物的选择并非随机组合。铟、铋等元素形成的复合涂层能形成致密保护层,既保证导电性又抑制副反应;锡和铜则通过调节表面晶格结构引导锌离子均匀沉积。这种材料设计策略使集流体在保持高导电率的同时(>10^5 S/m),还具备优异的机械强度以承受多次循环应力。
这项技术创新不仅解决了当前锌离子电池负极的关键技术难题,更展现出推动该领域产业化的可行性路径。通过优化金属沉积层结构与材料配比,比亚迪研发团队为提升储能设备的能量密度和使用寿命提供了全新解决方案,或将加速锌基电池在新能源汽车、分布式能源系统等领域的规模化应用进程。其核心设计思路对于其他二次电池体系的技术迭代也具有重要参考价值。
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