水系锌离子电池电芯

水系锌电池（Aqueous Zinc Battery）以环保、安全、成本低廉著称，适用于储能、电动工具、低速电动车等多种场景。其核心在于以水为电解质，锌为负极材料，具有非易燃、不爆炸、资源丰富等优势。

一、技术特点

1. 高安全性

水性电解质：使用中性或弱碱性水溶液，非易燃、无挥发性有机溶剂，极大降低热失控和火灾风险。

低温性能优异：在–20℃~60℃宽温区间稳定工作，不产生有毒气体。

2. 优异的循环寿命

锌沉积/剥离稳定：通过精细化电解液配方和添加剂调控，抑制枝晶生长，实现>2,000次循环；

高库仑效率：首次库仑效率可达99%以上，多次循环后仍保持>95%。

3. 成本优势

原材料丰富：锌资源储量全球排名第四，价格波动小；水系电解质成本仅为有机电解质的1/10左右。

制造工艺简单：无需干燥房、高纯惰性气氛等昂贵设备，生产线投资及运营成本低。

4. 环保可回收

无重金属污染：不含镉、铅、镍等重金属；终端回收处理简便。

绿色制造：生产过程水耗少，排放物可生化降解。

二、生产工艺

1. 材料制备

锌极板加工：采用高纯锌箔，表面微结构处理，增大有效面积并提高沉积均匀性。

正极材料配制：常用层状氧化物或聚合物复合物，通过球磨、喷雾干燥等工艺得到均匀颗粒。

2. 电解液配方

基础溶液：ZnSO₄或Zn(CF₃SO₃)₂水溶液，浓度一般在1–3 M范围；

功能性添加剂：加入缓蚀剂、界面调节剂、防枝晶剂等，优化离子传输和界面稳定。

3. 芯片组装

卷绕/叠片：根据需求选用卷绕或叠片工艺，将正负极与隔膜精准对位。

注液与封装：在常压条件下注液，经过真空脱泡后热封或超声封口。

4. 形成与分容

首效形成：0.1 C慢充慢放数次，激活电极材料；

分容测试：自动化测试系统筛选容量一致性，保证整批产品性能均一。

5. 质量检测

电性能测试：容量、内阻、循环寿命、倍率性能等全项检测；

安全性测试：针刺、挤压、短路、热冲击等，确保产品达到IEC、UL等标准。

三、应用场景