Nature子刊重磅：锌电池，未必就比锂电强！

第一作者：Alessandro Innocenti

通讯作者：Stefano Passerini

通讯单位：德国亥姆霍兹研究所

论文速览

在关于锌基电池的文献中，经常强调锌比锂具有明显的优势，因为锌的储量丰富、价格低廉且易于获取。

本文对锌基电池文献中常见的一些论断进行了评估，特别是关于锌的丰富性和与锂以及锂离子电池（LIBs）相比的成本效益。

从原材料角度来看，文章强调了锌的供应链韧性和成熟的回收产业。然而，文章也指出，与锂相比，为了储存相同数量的电荷，需要的锌的重量要大得多，这可能会使锌在电池中广泛应用的情况下推高锌的价格。

此外，文章还强调了目前有利于水系锌可充电池的显著材料成本差异。尽管在理想条件下，锌电池可能具有成本竞争力，但需要注意的是，目前还没有与本文中用于比较的两种非常成熟的LIB化学体系具有相同性能的Zn-MnO₂水系电池，特别是在锌负极的利用和水性电解液的稳定性方面。

图文导读

图1：锌和锂在地壳和水中的浓度，以及过去5年中高纯度锌金属和电池级锂金属（从碳酸锂价格推算）的价格趋势。还包括了根据美国地质调查局（USGS）的数据，锌和锂的生产、储备和资源情况，以及回收提供的金属量（截至2022年底）和主要的锌和锂生产区域。

图2：a部分图解了可充锌电池和锂离子电池的结构；b部分比较了两种电池系统（左侧为锌，右侧为锂离子）的电池组件成本；c部分对于家庭能量存储小型电池组的锌基电池和两种不同的商业锂离子电池的成本和能量密度分析结果。

总结展望

文章在评论中评估了关于可充锌电池的常见观点，回顾了关于锌的丰富性和成本效益相对于锂和LIBs的普遍说法。从原材料的角度来看，文章强调了锌的供应链韧性和成熟的回收产业。尽管如此，文章也强调了为了储存相同数量的电荷，需要的锌的重量要大得多，这可能会使锌在电池中广泛应用的情况下推高锌的价格。

文章还指出了显著的材料成本差异，这些差异目前有利于水系锌充电电池。尽管在理想条件下，锌电池可能具有成本竞争力，但目前还没有Zn-MnO₂水系电池与本文中用于比较的两种非常成熟的LIB化学体系具有相同的性能，尤其是在锌负极的利用和水系电解液的稳定性方面。文章建议对当前研究中调查的其他锌基系统，如可充碱性电池或锌-卤素电池，进行类似的评估。

文献信息

标题：A critical discussion of the current availability of lithium and zinc for use in batteries

期刊：nature communications

DOI：10.1038/s41467-024-48368-0

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Nature子刊重磅：锌电池，未必就比锂电强！

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