锌溴液流电池因其较高的能量密度和安全性、较长的循环寿命和低廉的成本而被认为是在大型储能领域最有潜力的储能技术之一,但是其结构复杂,需要使用不具有电活性的络合剂、离子交换膜、管道、储液罐、循环泵等辅助组件,大大降低了电池的能量密度和能量效率,增加了电池成本。此外,因Br₂/Br₃^-的扩散而导致的自放电问题和锌枝晶生长问题也一直困扰着人们。针对上述弊端,我们提出了一种新型的锌溴静态电池,这种电池的结构与锂离子电池相似,不需要使用上述辅助组件,极大地精简了电池结构,削减了电池成本。该电池通过在电解液中添加一种新型的多功能络合剂TPABr,使正极充电产生的可溶性溴单质转化为固态的TPABr₃,有效抑制了电池的自放电,提升了电池的库伦效率和能量效率,从根本上摈弃了上述液流电池的辅助性组件。此外,TPA⁺离子还能特异性地吸附在负极小突起表面,阻断其强电场和调节电极表面的离子流,使锌沉积更加均匀,抑制枝晶的生长,提高电池稳定性和循环寿命。在此基础上,本文进一步对电池材料和结构进行优化,通过将TPABr₃预存储在CMK-3中的策略,成功突破了电解液用量对电池容量及能量密度的限制。本文所提出的锌溴静态电池能量密度和功率密度分别可达142Wh/kg和13k W/kg,库伦效率和能量效率分别可达99.9%和94%,并能稳定循环11000次以上。此外,该电池所用到的材料全都已经商业化,而且价格便宜,对氧气和水不敏感,在电池组装过程中,既不需要隔绝空气,也不需要其他特殊环境,这为其投入工业生产和实际应用提供了极大的便利。