導讀：由于缺乏標準規程，可充電鋅金屬電池無法與鋰離子實現儲能技術互補。美國的一個研究小組現在呼吁制定標準規程，提高鈮效率和鋅電解質的穩定性，從而使該技術可行。

來自美國陸軍研究實驗室和馬里蘭大學的科學家提出了一系列策略，以幫助可充電鋅金屬電池達到商業可行性，并與其他儲能技術競爭。

研究人員將他們的發現發表在《自然能源》雜志上，題為“在可充電電池中實現高鋅可逆性”。他們說，這項技術需要實現極其可逆的鍍鋅／脫鋅，庫侖效率（CEs）接近100％。它測量電子在電池中轉移的充電效率。它是由從電池中提取的總電荷與整個循環中注入電池的總電荷的比值給出的。

可充電鋅金屬電池（RZMB）為現有鋰離子電池和新興鋰金屬電池提供了引人注目的補充，可以滿足未來不斷增長的儲能需求。最近的多項報道表明，優化的電解質通過實現極為可逆的鍍鋅／剝離，庫侖效率（CE）接近100％，解決了RZMB的一個世紀挑戰。

但是，已發布的測試方法和條件之間的差異嚴重困擾著電解質性能的比較。缺乏嚴格和標準化的協議正迅速成為正在進行的研究和商業化努力的障礙。

研究人員表示這項技術的主要問題是鋅金屬和電極之間的相互作用，這是導致設備庫侖效率低下的原因。他們還指出了巨大的電壓極化和樹枝狀失效的傾向：“這兩種因素都困擾著鋅的可逆性長達幾個世紀，可以追溯到亞歷山德羅·沃爾塔的銅／鋅堆。”

他們說，在統一的條件下缺乏標準的CE測定協議——這妨礙了電解質系統之間的有效比較——是目前阻礙類似電池商業化的原因。他們解釋說：“這不僅在準確評估技術狀況方面造成了公眾的困惑，而且更重要的是，它阻止了研究人員開發和評估新材料，也阻礙了向最有前途的系統分配資源。”

為了解決這一問題，學者們對電化學鍍的可逆性和鋅金屬電極的剝離研究進行了分析。分析的四個關鍵參數是面積電流密度，每個周期的面積容量，鍍鋅的累積容量，以及相關的庫侖效率。他們的研究表明在報告的CE結果和鋅電池制造的相關性之間存在顯著的差距。

他們寫道：“循環伏安法（CV）除了作為初步篩選技術的作用外，在未來的研究中應該排除對鋅或所有金屬基電池化學物質進行CE測定的方法。”循環伏安法是一種電勢動態電化學測量方法，通過循環工作電極的電位并測量產生的電流來實現。

作為一種替代方案，他們建議采用恒電流蓄水池CE方案，該方案具有電流密度、面積容量和上限截止電壓的標準參數。他們將這種溶液定義為“一種強大的篩選工具，用于測量鋅體系的商業可行性，并建立對電鍍／剝離可逆性與鋅形態、枝晶形成和循環壽命之間聯系的更好的理解。”