近日，我所儲能技術(shù)研究部(DNL17)李先鋒研究員、張華民研究員領(lǐng)導的研究團隊在高能量密度、長(cháng)壽命鋅碘液流電池研究方面取得重要進(jìn)展。研究成果作為“Very Important Paper”在線(xiàn)發(fā)表于《德國應用化學(xué)》上。

大規模儲能技術(shù)是實(shí)現可再生能源普及應用的關(guān)鍵核心技術(shù)，液流電池由于具有安全性高、儲能規模大、效率高、壽命長(cháng)等特點(diǎn)，在大規模儲能領(lǐng)域具有很好的應用前景。鋅碘液流電池由于電化學(xué)活性好，電解質(zhì)溶解度高，能量密度高(理論能量密度可達250.59Wh/L)等優(yōu)勢，具有很好的研究和應用前景。但是目前鋅碘液流電池存在循環(huán)壽命短，功率密度低的問(wèn)題。柴油發(fā)電機組

為解決以上問(wèn)題，該研究團隊提出利用廉價(jià)的聚烯烴多孔膜(15美金/m2)替代昂貴的全氟磺酸離子交換膜，大大降低了電池成本。此外，該體系使用KI和ZnBr2的混合溶液作為電池的正負極電解質(zhì)，大大提高了中性環(huán)境下電解質(zhì)的電導率和穩定性。由于聚烯烴多孔膜的多孔結構在中性環(huán)境下表現出優(yōu)異的離子傳導能力，電池的工作電流密度大幅度提高。實(shí)驗結果表明，在80mA/cm2下運行，單電池能量效率達82%，較之前報道的鋅碘體系提高了8倍，能量密度達80Wh/L;在180mA/cm2運行條件下，電池的能量效率超過(guò)70%，表現出很好的功率特性。更為重要的是，聚烯烴多孔結構中充滿(mǎn)的氧化態(tài)電解液I3-可以與鋅枝晶反應，解決了由于鋅枝晶導致的電池循環(huán)壽命差的問(wèn)題。即便是電池因為鋅枝晶發(fā)生短路，電池性能也能夠通過(guò)膜孔中I3-對鋅枝晶的溶解作用實(shí)現自恢復。該體系單電池在80mA/cm2下連續運行超過(guò)1000圈，性能無(wú)明顯衰減，表現出很好的穩定性。為進(jìn)一步證實(shí)該體系的實(shí)用性，研究團隊成功集成出kW級電堆，該電堆在80mA/cm2下穩定運行超過(guò)300個(gè)循環(huán)，能量效率穩定在80%，表現出很好的可靠性。該電池目前仍處于研究初期階段，需進(jìn)一步提高其高電流密度下的可靠性，推進(jìn)其實(shí)用化和產(chǎn)業(yè)化。

該工作得到審稿人高度評價(jià)：“This is excellent work in the field of flow battery from a well-respected group. This study will have a significant impact class="lazy" data-echo="http://img01.mybjx.net/news/UploadFile/201805/2018052410552964.JPG" width="238" height="241" alt="" />