由儲(chǔ)能研究中心的Joong-Kee Lee博士領(lǐng)導(dǎo)的研究小組開(kāi)發(fā)了一種下一代二次電池，該二次電池使用鋅金屬作為電極，沒(méi)有爆炸或著火的危險(xiǎn)。這種電池足夠安全，可以戴在身上，并且可以制成纖維狀，這意味著將來(lái)有可能將其用作可穿戴設(shè)備的電源。

近來(lái)，對(duì)安全電池的需求已急劇增加，這主要是由于使用鋰離子電池的電子設(shè)備中發(fā)生了火災(zāi)。高度易燃的電解質(zhì)是引起此類火災(zāi)的主要原因，但是由于Zn離子二次電池使用水基電解質(zhì)，因此沒(méi)有爆炸的危險(xiǎn)。因此，它們被認(rèn)為是更換鋰離子電池最有希望的候選者之一。

然而，作為現(xiàn)有Zn離子電池的核心材料的鋅陽(yáng)極存在固有的問(wèn)題，因?yàn)樗鼈冊(cè)谒娊赓|(zhì)中經(jīng)受連續(xù)腐蝕。不僅如此，當(dāng)鋅離子存儲(chǔ)在金屬表面上時(shí)，它們會(huì)以支鏈(樹(shù)枝狀)的形式積累為晶體，并引發(fā)電極之間的短路，從而導(dǎo)致效率急劇下降。已經(jīng)進(jìn)行了研究以例如通過(guò)鋅金屬配合物，表面涂層和形狀改變的方法來(lái)解決該問(wèn)題，但是在處理成本和時(shí)間方面存在主要限制。

由KIST的Lee博士領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一種周期性陽(yáng)極氧化方法，該方法涉及反復(fù)允許和阻止金屬電極表面上的電流流動(dòng)，從而成功地同時(shí)控制氧化鋅膜的表面涂層形態(tài)和形狀圖案陣列。

使用這種方法，KIST研究小組通過(guò)在鋅金屬表面形成六角形金字塔的功能化形狀，抑制了電化學(xué)反應(yīng)期間樹(shù)枝狀晶體的生成。根據(jù)周期性陽(yáng)極氧化方法，覆蓋六棱錐的上部的氧化鋅較厚，而側(cè)面較薄。厚度的變化促使鋅金屬在具有相對(duì)較薄的氧化鋅層的一側(cè)積聚。樹(shù)枝狀晶體是一個(gè)問(wèn)題，因?yàn)樗鼈兇怪倍逊e在金屬表面上，但是有關(guān)的新開(kāi)發(fā)技術(shù)促使鋅金屬膜在電極表面上沿水平方向生長(zhǎng)，并且能夠有效地抑制樹(shù)枝狀晶體的產(chǎn)生。至于在表面形成的氧化鋅膜，阻止了與電解質(zhì)的直接接觸，從而同時(shí)防止了腐蝕和副反應(yīng)。

通過(guò)這項(xiàng)研究開(kāi)發(fā)的Zn離子二次電池在1000次循環(huán)中仍保持了近100%的容量，即使歸因于極端條件(9,000 mA / g，完全充滿和放電大約兩分鐘)下反復(fù)充電和放電也是如此其結(jié)構(gòu)和電化學(xué)穩(wěn)定性。

基于這種穩(wěn)定性，KIST的研究人員制成了柔性纖維形式的Zn離子二次電池。除了可以容易彎曲外，它還可以用于衣服，如果是織物制成的包。

KIST的高級(jí)研究員Lee博士說(shuō)：“這項(xiàng)研究開(kāi)發(fā)的高性能Zn-離子二次電池不會(huì)帶來(lái)與鋰離子電池與人體接觸相關(guān)的任何潛在風(fēng)險(xiǎn)。與此同時(shí)，我們希望它作為下一代對(duì)人體安全且不會(huì)引起任何爆炸或著火危險(xiǎn)的二次電池而引起人們的關(guān)注，其出色的電化學(xué)性能可與現(xiàn)有的商用電池媲美?？雌饋?lái)，基于出色的穩(wěn)定性，改進(jìn)的電化學(xué)性能和簡(jiǎn)單的工藝，將有可能使制造工藝在現(xiàn)實(shí)生活中具有實(shí)用性。”