由于其安全性和低成本，水系锌电池是电网规模储能的理想选择。然而，大型水系锌电池的生产受到电解质消耗、氢气逸出和积累以及锌枝晶生长的阻碍。

近日，天津大学杨全红教授，Chunpeng Yang报道了一种用于实用大型水性锌电池的可再填充配置，其具有用于释放氢气和水再填充的开放系统以及水结合凝胶电解质。

文章要点

1）凝胶电解质由交联的生物质衍生的 kappa (k)-卡拉胶和壳聚糖制成，可减少电解质消耗，防止电池膨胀，并减轻锌枝晶的生长。

2）交联的 k-卡拉胶和壳聚糖 (CarraChi) 凝胶电解质具有许多极性官能团（-OH、-NH₂、-SO₄²⁻ ），可结合水分子以抑制电解质快速蒸发和 HER。此外，可再填充的开放系统电池配置允许在多层软包电池配置中有效补充电解质和释放气体。

3）因此，在可再填充的大型锌电池中使用 CarraChi 凝胶可以提高电镀/剥离的可逆性、循环稳定性和电池寿命。可再填充对称软包电池在电流密度为 10 mA cm⁻² 时具有约 4000 小时的寿命，面积容量为 35 mAh cm⁻² ，累积容量为 1286 Ah。此外，Zn||采用可再充式配置的Zn_xV₂O₅·nH₂O多层软包电池具有高容量（0.9 Ah）和良好的循环稳定性，200次循环后容量仍保持84%。

参考文献

Wang, F., Zhang, J., Lu, H. et al. Production of gas-releasing electrolyte-replenishing Ah-scale zinc metal pouch cells with aqueous gel electrolyte. Nat Commun 14, 4211 (2023).

DOI：10.1038/s41467-023-39877-5

https://doi.org/10.1038/s41467-023-39877-5