SCMP：中国研究发现火锅配料可提高电池在寒冷天气下的性能——

中国科学家发现，魔芋纤维可防止水基锌电池的组件冻结，从而提高其在低温下的性能。

水基锌离子电池仍处于开发阶段，由于其理论容量高、安全性高，而且锌比锂更容易获得，因此是一种很有前途的锂电池替代品。

尽管有这些好处，但这些电池的使用受到限制，因为其中使用的水基电解质在低温下容易冻结。电解质是电池内允许两个电极之间电流流动的组件。

“电解液开发的一个关键挑战是提高防冻特性而不损害高倍率性能，”科学家们在1月7日发表在同行评审期刊《先进能源材料》上的一篇论文中写道。

该团队由来自中国中部湖南省长沙理工大学的研究人员领导，他们在电池的电解液中添加了一种经济高效、环境友好的有机聚合物魔芋葡甘露聚糖，以帮助破坏水中的氢键网络，从而抑制结冰。

魔芋葡甘露聚糖是一种由魔芋植物地下茎制成的膳食纤维，魔芋植物以其烹饪应用而闻名，尤其是用于火锅等菜肴中的低热量面条和果冻。

研究人员发现，这种添加剂可以在水溶液中形成稳定的胶体系统，其中的颗粒均匀分散，从而提高稳定性并改善电化学反应的离子传输。

“该系统可以有效平衡电解质的防冻性能和电池在高倍率充放电条件下的性能要求，从而提高电池的整体性能，”该团队写道。

他们指出，即使在零下10摄氏度（14华氏度）的低温下，电池仍表现出“强劲的电化学性能”。

加入魔芋葡甘露聚糖后，该团队的电池能够在25摄氏度下稳定运行1,250小时，在零下10摄氏度下稳定运行800多个小时，同时保持容量。

水基锌电池面临的其他挑战包括形成枝晶（可以从一个电极穿过到另一个电极并导致电池短路的金属晶体）以及副反应。

通过重建水的氢键网络，魔芋葡甘露聚糖改变了锌离子的排列，限制了水分子的运动并在电极上形成了一层保护层。

研究团队表示，这能够阻止不良副反应的发生，并抑制锌枝晶的形成——即使在低温下也是如此。

“我们开发了魔芋葡甘露聚糖作为一种经济、多功能、胶体状的防冻电解质添加剂，以提高水性锌离子电池在低温下的速率性能和寿命，”他们写道。

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