随着新能源汽车的普及，锌碘电池作为轻型锂离子电池的一种重要类型，受到了越来越多的关注。然而，传统的液态电解质在水系锌碘电池中的应用面临着诸多问题，如能量密度低、循环稳定性差和安全性较低等。因此，研究团队致力于开发一种新型的固态电解质，以提高锌碘电池的性能。
近日，某研究团队基于高通量理论计算和锌离子交换策略，开发出适用于水系锌碘电池的莫来石基固态电解质。这种电解质具有高能量密度、高循环稳定性和良好的安全性，为水系锌碘电池的发展提供了新的解决方案。
碘元素是海洋中蕴藏丰富的一种卤族元素，平均每升海水中约含碘0.06毫克，海洋总碘储量预计达930亿吨。开发高性能、长寿命的水系锌碘电池，对于推动海洋卤素资源高价值利用具有重要意义。
研究人员介绍，锌枝晶、活性碘溶解和多碘化物穿梭效应，是当前诱发锌碘电池容量衰减，造成其短寿的首因。研究人员一致认为，研发适用于水系电池的新型固态电解质是解决这一根源性问题，提高锌碘电池容量保持率、延长其使用寿命的突破点。
为此，该研究团队通过理论计算和电化学测试，发现莫来石基固态电解质具有本征电子绝缘、低锌离子扩散能垒和多碘化物强吸附作用等优良特性。这些特性使它能够起到隔膜和电解液的双重作用，有效隔离锌金属负极和载碘正极的氧化还原反应。在电池循环过程中，莫来石基固态电解质能够引导锌负极侧锌离子均匀地沉积和剥离行为，抑制锌枝晶和副产物生长，同时在载碘正极侧能够抑制活性碘溶解和多碘化物穿梭效应，从而降低电池容量的衰减速率。
研究人员表示，此次研究工作首次将储量丰富、廉价易得的天然矿物质用作水系电池固态电解质，兼顾水系电池低成本、高性能的应用需求，既能为长寿命水系储能器件研发提供新思路，又能指导矿物质基固态电解质的优化设计，并促进其在锌基二次电池中的推广应用。
总之，基于高通量理论计算和锌离子交换策略，研究团队成功地开发出了适用于水系锌碘电池的莫来石基固态电解质。这种电解质具有良好的能量密度、循环稳定性和安全性，为水系锌碘电池的发展提供了有力支持。未来，随着相关技术的不断进步和完善，这种电解质有望在新能源汽车等领域得到广泛应用。
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