又有“锌”突破！锌离子电池将成新风口？
1970年，科学家制成了第一块锂离子电池； 1991年，索尼发布了第一款商用锂离子电池。 此后，经过数十年的发展，锂电池已成功应用于新能源汽车，成为市场上的“主导”动力电池类型。
但随着锂资源储备、电池安全、环境友好等问题日益发酵，市场正在加速探索锂电池的替代品。 在锂电池的基础上，出现了钠离子电池。 此外，还有钒雾电池、铝离子电池、钛电池、氢能源等解决方案。
最近，锌离子电池也取得了重大突破。
新型水系锌离子电池正极材料发布
据科技日报报道，中国科学技术大学国家同步辐射实验室宋力教授团队基于插层锌离子阴极材料的同步辐射光谱表征，提出插层剂诱导轨道占据的概念并开发出具有快充性能的铵插层五氧化二钒锌离子电池正极材料。 相关成果近日发表在国际学术期刊《美国国家科学院院刊》上。
简单来说，上述团队开发了一种新型正极材料，进一步提高了水系锌离子电池的性能。 测试结果表明，当电流密度为200倍时，插层五氧化二钒正极材料的比容量仍保持在101.0毫安/克，充电时间仅需18秒。
正常情况下，正极和负极分别处于平衡状态。 随着电流密度的增大，正负极化学反应的速度跟不上电流的速度，就会造成电极极化，类似于通常所说的电池被腐蚀。 这会导致电极材料的比容量下降，因此在相同的电压下，能量密度也会下降。 上述团队开发的新型正极材料发生极快的化学反应，在200倍的电流下仍能保持高比容量。 即超快充电时不会对电池本身的能量密度产生太大的影响。
锌离子电池三大优势
目前，上述团队的水系锌离子电池还没有具体的性能数据。 然而，根据各种学术信息，水性锌离子电池与传统锂电池相比，无毒、高容量、安全性高，并且具有比锂更好的化学性能。 更稳定，原材料成本压力更低。
特点1：循环时间长。
更长的循环寿命是锌离子电池最常被提及的特性之一。 与目前锂电池最大循环寿命8000-10000次相比，锌离子电池的循环次数取得了重大突破。 2022年，美国加州大学洛杉矶分校的B. Kaner和伊朗 大学的Mir F.等人报道了一种水基锌基超级电池，在17000次循环后放电效率高达96.4%。 展示了锌离子电池极长的使用寿命。 此外，北京化工大学材料学院陈时谋教授团队还设计了一种水系锌离子电池，在大电流和宽温度下表现出高性能，循环寿命高达8万次。
特点二：极其安全、环保。
目前，锂离子电池在各种充电电池中表现出极高的能量密度、循环稳定性和能量效率。 然而，锂离子电池的致命缺陷之一就是安全问题，比如无法弯曲、不耐高温、容易着火等。 安全问题从未得到解决。 相比之下，锌电池的最大优势在于其极高的安全性。
水系锌离子电池的正负极材料主要是金属氧化物，比较稳定。 整个电池系统相当于浸入水中，几乎不存在着火、爆炸的风险。 稳定性和安全性给锌电池带来了更多的尺寸变化和应用场景。 锌离子电池可用于纽扣电池、消费电子产品、电动汽车和大型储能站等各个领域。 同时，与锂电池带来的镍、钴、氟污染、有机物、粉尘、酸碱污染相比，锌离子电池毒性较小，对生态环境污染较小，是理想的环保电池。
特点三：成本低。
目前，电池级碳酸锂的价格已降至20万元/吨，但与锌电池相比，成本仍然过高。 锌是自然界中广泛分布的金属元素。 据中商情报网统计，全球锌资源储量总计达到2.5亿吨，远高于全球锂资源储量8600万吨。
丰富的储量带来更低的成本。 据长江有色介绍，近期现货锌价格在22000元/吨左右，仅为碳酸锂价格的十分之一。 99.7优质氧化锌价格仅2万元/吨左右。 在回收方面，相关金属行业也已形成完整的产业链。 一次性干电池甚至不需要回收，可以直接作为固体废物处理，技术难度较小。
锌电池前景广阔，但商业化仍困难重重
由于水系锌离子电池具有成本低、制造简单、稳定、安全、环境友好等优点，可应用于消费电池、动力电池、储能电池等领域。
大锌能源CEO唐子杰认为，短期来看，水系锌电池将在两到三年内迎来爆发期。 长期来看，得益于新能源汽车的发展，未来锂/钠电池将占据60%的市场份额。 但在安全考虑较高的场景下，部分客户会使用各种类型的水系电池，包括锌离子电池、液流电池等。锌电池凭借水系电池中能量密度最高、价格较低的优势，仍将具有竞争力。
然而，锌离子电池的主要应用方向是储能。
目前，全球长期储能市场前景广阔。 据光大证券研究报告，麦肯锡预计，2025年全球长时储能（8小时以上）累计装机容量将达到30-40GW，2040年将达到1.5-2.5TW（8-15年）占当前全球储能系统装机容量的%）。 次）。 可充电锌电池经过20多年的发展，在提高循环性能的同时降低了成本，目前能够比较完美地匹配储能市场需求。
目前，A股上市公司对于锌电池也有一定的计划。 其中，ST海投、中电兴发已拥有锌基电池产品，锌业股份、西部矿业、罗平锌电、驰宏锌锗、株冶集团等均有锌基电池产品。锌金属生产或冶炼能力。
然而，理想很丰满，现实要等到水系锌离子电池真正商业化后才能知道。
目前，水系锌离子电池的产业化还处于起步阶段，很多实验室的研究成果还没有在大规模工业试生产中得到很好的验证，因此想要撼动锂电池的地位几乎是不可能的。 能量密度低、电极结晶、电解液消耗等问题也是水系锌离子电池商业化面临的问题。
目前，锌电池市场的发展仍然围绕终极安全特性和低成本展开。
在中国，锌电池行业仍处于早期阶段。 他们大多生产小型消费电池，为示范项目提供样品或进行小订单，以获得市场认可。 国外玩家包括，EOS等，有些公司早期技术不完善，但近年来订单也呈爆发式增长。 行业内锌厂商根本上还在技术上竞争，但只有得到客户认可，锌电池才能更快发展。