水系多价金属电池是一种有吸引力的储能选择。目前，各种金属已被尝试用于水系电池运行，包括二价金属（锌、铁、镍、锰）和三价金属（锑、铟）。然而，尽管钴镀层化学具有容量、氧化还原电位和形貌方面的吸引力，但其基本原理仍被忽视且知之甚少。
基于此，2025年3月20日，美国波多黎各大学石河分校Xianyong Wu等人在国际知名期刊Energy & Environmental Science发表题为《Cobalt Metal Enables Ultrahigh-Efficiency, Long-Life, and Dendrite-Free Aqueous Multivalent Batteries》的研究论文。
在此，作者通过揭示在接近中性的1 M CoCl₂水系电解液中高度可逆的Co²⁺/Co沉积反应，填补了这一知识空白。
值得注意的是，钴表现出卓越的性能，其特征为适度的极化（48毫伏）、超高沉积效率（约99.9%）、长寿命（4000小时，5.5个月）以及对恶劣条件的强大抵抗力，包括超高容量（高达30毫安时/平方厘米）、超低电流（低至0.05毫安/平方厘米）和延长的存储期（24-168小时）。
卓越的性能主要源于其致密堆积、球形且无枝晶的形貌，以及极小的表面积。
此外，钴与各种正极材料完全兼容，能够实现高能量（240瓦时/千克）、高倍率（80安/克）和长循环（20000次）的电池。
这些性能的实现无需对实验参数进行精细优化，突出了钴相对于其他金属候选者的固有优势。这项工作为构建先进的水系多价金属电池释放了钴的潜力。
Cobalt Metal Enables Ultrahigh-Efficiency, Long-Life, and Dendrite-Free Aqueous Multivalent Batteries, Energy & Environmental Science, 2025.https://doi.org/10.1039/D4EE06091A
