旅行汽车网海军研究实验室的一组研究人员正在研究一种新的基于锌的锂离子电池替代品。这项新研究旨在使海军能够扩展其储能选择。新型锌电池也可能进入电动汽车市场，为制造商提供一种比当今锂离子电池更轻，更便宜的替代品。
自1980年以来一直在NRL工作的首席研究员Debra Rolison上周与CleanTechnica及其同事Jeffrey Long友好地在电话上花费了一些时间，以期就突破取得独特的见解。
是的，电动车电池很安全……
海军对锂离子电池的问题是，由于着火的危险，锂离子电池在船舶以及其他设施的某些应用中不被认为是安全的。
不过，请不要误解有关电动汽车电池的安全性。现代锂离子电池组设计有控制系统，可防止过热并提供更长的使用寿命。
罗利森（Rolison）强调说，在设计欠佳的控制系统中，您只会遇到安全故障-气垫板就是一个臭名昭著的例子。在当今受到严格监管的汽车市场中，这种问题几乎没有发生的可能性。
…但是它们昂贵又沉重
正如Rolison解释的那样，安全问题确实是设计更轻便，更便宜的储能系统的障碍：
“必须设计锂离子热管理。这些能源管理系统采用其他保护措施，会增加重量，体积和成本。”
Rolison还指出，热管理系统会增加产品制造的复杂性。
引发额外的供应链复杂性，您可以了解为什么研究人员一直在追求能够安全地放弃热管理系统的储能系统。
那么，锌是储能的答案吗？
那些熟悉锌电池的人此时可能会挠头。尽管一次性电池很常见，但是考虑到可充电电池时，锌并不是您要想到的第一件事。
然而，一段时间以来，研究人员一直热衷于锌替代锂离子的研究。
除了重量和成本优势外，供应链安全也是一个重要考虑因素。锌在世界许多地方都可以找到，在美国也很丰富。相反，锂矿几乎没有。最终这可能会改变，但是就目前而言，锂供应似乎是一个问题。
“电池必须便宜且可扩展，而且锌也不是战略金属，” Rolison解释说。“可以在任何地方找到它。”
障碍在于锌是应用于可充电电池的棘手动物。在充电/放电周期中，锌电池会形成称为树突的纳米级尖峰，严重限制了性能和寿命。
研究人员一直在寻找各种解决方案-例如，斯坦福大学已经在使用锌-空气电池已有一段时间了，而就在去年，太平洋西北国家实验室提出了用于固定能量存储的锌-锰组合。
现在，看来海军正在击败所有人。
锌不是答案-但是3-D锌海绵是！
新的电池研究是当研究人员坚持不懈时会发生什么的一个很好的例子。
Rolison的研究小组没有使用传统粉末形式的锌来修补，而是创建了一种镍锌电池，该电池在阳极上部署了海绵状的锌。
龙提供了一些历史背景：
“有整个锌电池家族可以追溯到[Thomas] Edison 1901年的专利-实际上，Edison提出了建立海军研究实验室的想法。
“我们认识到，军方对一次性使用的锌电池感到满意，我们可以将其重新制成可充电形式。我们可以在整个电池系列中使用海绵锌。”
根据Rolison的说法，粉末形式和海绵形式之间的区别是yuuuuuge：
海绵形式的优点是锌总是与锌连接。我们以前从未有过。这就是为什么我们可以将90％以上的氧化物氧化并将其全部回收的原因。用粉末是不可行的。
“我们重新想象了21世纪的锌，” Rolison描述了这一突破。
以下是团队研究的摘要：
“我们证明了三维（3D）锌形状因数可在三个应用领域中提高镍锌碱性电池的性能：（i）一次（一次性使用）电池的理论放电深度（DODZn）大于90％；（ii）40％DODZn且锂离子-相对比能量大于100个高倍率循环；以及（iii）数十个起停微混合动力汽车需要成千上万的动力需求占空比。”
您可以在有点刺激性的标题“科学可以与锂竞争的锌”中找到所有详细信息。
至于新的镍锌电池跳出实验室门并落入移动设备所需的时间，可能不需要您想象的那么长。
根据Rolison的说法，新技术已准备就绪，可以商业化，并且可以在即插即用的基础上部署新电池。
考虑到特朗普政府关于禁止笔记本电脑进入飞机客舱的行动的尘埃落定，现在还为时过早。
为什么选择NRL？
对于那些想知道为什么海军拥有自己的研究实验室的人，Rolison提供了一个概览：
能量完全取决于每秒的电子，这意味着NRL具有巨大的章程。NRL专注于海军需要的技术，而海军的行动无处不在-地球上，太空中-海军的技术范围就是一切。
“ NRL着眼于下一代技术，始终试图了解未来。”
女人的历史月已经过去了，但本着表彰STEM领域中的女人的精神，以下是Rolison个人简介中的一些摘要：
“ Rolison领导着NRL的高级电化学材料部门，她的研究重点是多功能纳米体系结构，用于诸如催化，能量存储和转化以及传感器等至关重要的速率应用……
“ Rolison是美国科学促进会，科学界妇女协会，材料研究学会（就职班）和美国化学学会的会员，并于2011年获得了ACS的材料化学奖，2011年华盛顿化学学会的Hillebrand奖和2012C。电分析化学学会N. Reilley奖…
“如果不以其他方式将无序和无序的重要性带到材料化学中，Rolison就影响科学领域中的女性（和男性！）的问题进行广泛的写作和演讲，包括提议对科学和工程部门进行标题IX评估。她是200多篇文章的作者，拥有24项专利。”
照片：大众传播专家三等舱Arnesia McIntyre在美国海军进行的损害控制演习。
