锂离子电池储电能力高，但在滥用情况下，存在燃烧、爆炸等安全隐患；铅酸电池安全性强，但存在能量密度低，潜在的铅污染等问题；研发安全、绿色、高效的电池是能源界研发的方向。天津大学材料与工程学院近期在绿色电池方面取得重大突破，在能量密度和循环性等关键问题上取得重要进展，开发出了具有高安全性、高能量密度、大功率、在生产和使用过程中不产生污染的水系锌基电池，相关成果发表在材料领域国际学术期刊《自然·能源》和《自然·通讯》等上。更让人欣喜的是这项绿色电池成果并没有停留在论文上，而是在天津大学电化学储能团队的努力下进入了国家电网光储能系统。

根据电解液的不同，电池分为水系电池和有机溶液电池。以锂离子为代表的有机溶液电池能量密度高，循环性好，输出功率大，广泛应用在电子产品上，但在滥用条件下存在燃烧、爆炸等安全问题。以铅酸电池为代表的水系电池，由于内部的电解液是水溶液，安全性能极高，大规模应用在储能电池、后备电源、紧急设备等领域，但铅酸电池的能量、功率密度较低，循环性较差，较难满足进一步的大规模储能需求。研发兼具高安全性、高能量密度和成本低等优势为一身的电池，是科研人员攻关的重点方向。

提高能量密度，解决锌枝晶生长，提升倍率性能，提高电池低温性能……天津大学电化学储能团队攻克了一个又一个限制电池性能的关键问题，研发出高安全、高性能、高环保的锌基水系绿色电池。“该电池不存在燃烧和爆炸的风险，同时电池的能量密度是铅酸电池的2倍；功率密度高，循环性好，零下40度还能工作，有望在规模储能领域中得到应用。“团队相关负责人指着天大材料学院楼下那个晚上能照亮学院门前小广场的“GREEN”霓虹灯说，“这是我们做的一个可充放锌锰电池在风光互补发电系统中的应用演示。可以有效对太阳能、风能进行存储。这种锌基水系绿色电池已经进入国家电网光储能系统，目前有海内外企业和单位在洽谈购买事宜，如与一阿联酋企业签订了电池采购协议，为石油管道项目营地-污水处理供电工程处进行供电。”

自研发成果在企业实现批量化生产以来，团队成员一直是“空中飞人”，在全国各地推进新型绿色水系电池的应用。今年，浙江、安徽、湖南……一个地方疫情稳定，就跟进一个地方，到国家电网等各个系统施工现场跟进绿色水系电池的部署。“高安全性、高能量密度、高循环性能的电池将是未来规模储能技术发展和应用的重点。未来，我们继续围绕大规模储能领域的关键性技术研发和材料应用进行更加深入的创新性研究，并推进应用，把论文写在祖国大地上。”团队负责人表示。（单雯 赵晖 天津大学供图）

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（编辑 赵晖 柴海凡）