提供关键证据！荆谱若科技PM-DEMS验证水系锌离子电池气体演化问题
水系锌离子电池因其安全性和价格优势，成为大规模储能的重要发展方向之一。然而，水系锌离子电池受到枝晶生长、副反应及腐蚀等核心问题制约，导致其能量效率低、循环寿命短、难以商业化。
图1.锌金属电池在不同介质中的电压窗口及锌的甫尔拜图
EnergyChem. 3, 100052 (2021).
一、水系锌离子电池的改性策略
1. 锌负极结构设计
如设计三维多孔结构，降低电极表观局部电流密度，对枝晶生长的有效抑制，但由于电极表面积的扩大，其与水性电解液之间的副反应（如HER反应）强度会明显增强。
2. 锌负极表面涂层设计
一些聚合物涂层能够减少参与副反应的水分子的数量，抑制水系电解质的副反应的活性。
3. 电解质添加剂
水系电解液中的添加剂有效地改善了电极-电解液界面，从而限制了锌负极上的析氢反应、腐蚀和枝晶。
此外，还有集体流设计、隔膜设计等改性策略。
通过以上可以看出，无论何种策略，均都会反映在电池的产气行为上。因此，如何准确表征和解析产气行为，对理解水系锌离子电池反应机理、提升其循环寿命与能量效率至关重要。
二、原位DEMS：捕捉电池产气的核心技术
原位微分电化学质谱（DEMS）是一种将电化学反应与质谱仪联用的原位表征技术，能够在电池充放电过程中，毫秒级实时监测电极表面产生的气体或挥发性产物，将气体信号与电化学信号直接关联。
★ 上海荆谱若科技自主研发的原位微分电化学质谱仪PM-DEMS BAT
PM-DEMS BAT是专为电池体系开发的原位产气分析质谱仪，可适用于扣式电池、软包电池、固态电池等电池体系，实时监测充放电、循环老化、热失控等过程中的气体生成行为，为电池机理研究提供关键数据。
三、客户案例解读
DEMS如何直观验证水系锌离子电池气体演化行为
以近期发表的客户文章（Adv. Sci. 2026, 13, e16623.)为例，该工作将纳米金刚石（ND）掺入到水性锌离子电池的商业电解质中。
图1 DEMS profiles of hydrogen and oxygen evolution.
图2 DEMS analysis of gas evolution in Zn||VO2 pouch cells with different electrolytes. a) CO signal profiles during cycling. b) CO2 signal profiles during cycling.
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图1：相较于ZS-ZF，ND-ZS/ZF电解质中发生较低的析氢，特别是在初始循环期间，归因于稳定的ND增强的氢键网络促进均匀的锌沉积并抑制枝晶生长。另外，NDZS/ZF电解液有效地降低了阴极侧析氧，证实了全面的双向界面稳定性。
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图2：进一步得出ND-ZS/ZF电解质体系中有机物分解和气体形成的显著抑制。
通过DEMS分析，直观的表明ND添加剂可以抑制气体析出、水分解、腐蚀反应和枝晶生长的能力，从而稳定锌沉积并提高整体电池安全性。
文章信息
DOI号：10.1002/advs.202516623
https://doi.org/10.1002/advs.202516623
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