用“鹵水”做電解液，這并非科幻之談！

　　提及廢舊電池，人們腦海中往往會浮現出“劇毒”“污染水源”“強酸腐蝕”等令人擔憂的標簽。然而，若有一款電池，其電解液竟是菜市場買豆腐時用于“點豆腐”的鹵水，這并非科幻小說中的情節！近日，《自然-通訊》發表了一項關于新型水系電池的硬核研究成果，將這種“綠色魔法”變為了現實。

　　各種可充電電池系統中電解質pH值的比較。研究團隊供圖

　　記者獲悉，該成果由松山湖材料實驗室水系鋅基電池團隊聯合香港大學教授支春義團隊、香港城市大學教授呂海明團隊以及延安大學副教授李然團隊等共同完成。他們創新性地研發出一種pH=7的中性水系鎂離子/鈣離子金屬離子電池。令人驚嘆的是，這款電池的電解質極為安全，采用的就是日常生活中可用于“點豆腐”的“鹵水”。這意味著，該電池報廢后，即便直接丟棄，也不會對自然環境造成任何污染。

　　水系電池已有兩百余年的發展歷史，憑借其本征的安全性和低成本優勢，備受業界青睞。然而，傳統水系體系（如鉛酸電池）高度依賴強酸或強堿性電解液。這不僅加劇了電極的界面腐蝕，將循環壽命限制在僅數百次，還引發了嚴重的析氫、析氧等寄生副反應，導致其廢棄后成為沉重的生態環境負擔。

　　為解決這一難題，研究團隊將目光投向了天然具有“高能量搬運”潛力的二價金屬離子（鎂離子和鈣離子），并創造性地采用pH=7.0的完全中性電解液。令人稱奇的是，這種極致環保的電解液，其成分與日常菜市場里“點豆腐”的鹵水別無二致，從根本上消除了強酸堿帶來的危險與污染。

　　既然“中性鹵水”如此安全，為何以往未能普及？關鍵難點在于，水系電解液環境中一直缺乏能與之中性條件完美匹配的低電位且超級穩定的負極材料。為此，科研團隊另辟蹊徑，專門定制了一款專屬的“離子捕捉網”——帶有給電子連接鍵的共價有機聚合物（Hex-TADD-COP）。這種新型分子網材料在中性電解液中展現出了極快的反應動力學。更重要的是，它大幅削弱了質子參與電荷儲存的過程，從源頭上“掐斷”了副反應對電池穩定性的破壞，使二價金屬離子能夠在其中高效、平穩地穿梭。

　　換上“鹵水電解液”并定制“分子網”后，這款新型水系電池交出了一份極為出色的性能答卷。它在中性環境中能夠穩定循環高達12萬次，即便按照將正負極和電解液總質量全部算入的極嚴苛標準，組裝的全電池仍能實現2.2V的電壓區間和48.3 Wh kg-1的高比能量，且在極大電流下保持長周期穩定。更為驚艷的是，經過嚴格評估，該電池符合中國及國際等多項頂級環保標準（如GB 18599-2020、ISO 14001等），真正做到了絕對無毒無害。

　　相關論文信息：https://doi.org/10.1038/s41467-026-69384-2