《大化所研发出能“自我恢复”锌碘液流电池》

  • 来源专题:中国科学院文献情报制造与材料知识资源中心 | 领域情报网
  • 编译者: 冯瑞华
  • 发布时间:2018-05-25
  • 中国科学院大连化物所储能技术研究部李先锋研究员、张华民研究员领导的研究团队研发了一种新型的、长寿命、可自恢复的锌碘液流电池。该电池可以有效的解决目前锌碘液流电池存在循环寿命短,功率密度低的问题,有望用作大规模储能技术,解决目前风能、太阳能等发电不连续、不稳定、不可控的难题,实现清洁能源高效利用。

    锌碘液流电池在锌负极在不断充放电过程中,会产生不规则的锌枝晶,这种“树状结构”的枝晶会在循环过程中不断生长,最终刺穿电池的膜,造成电池的短路,严重影响电池的循环寿命。

    为解决此问题,该研究团队提出利用廉价的聚烯烃多孔膜替代昂贵的全氟磺酸离子交换膜。该电池的聚烯烃多孔结构中充满的氧化态电解液可以溶解充放电过程中产生的锌枝晶,实现自恢复,解决了由于锌枝晶导致的电池循环寿命差的问题。此外该锌碘液流电池还具有成本低、电导率高、稳定性强、工作电流密度大等特点。实验表明,单电池能量效率可达到82%,较之前报道的锌碘体系提高了8倍。

    为证实该体系的实用性,研究团队成功集成出千瓦级电堆,该电堆在80mA/cm2下稳定运行超过300个循环,能量效率稳定在80%,表现出很好的可靠性。该电池目前仍处于研究初期阶段,需进一步提高其高电流密度下的可靠性,推进其实用化和产业化。

  • 原文来源:http://www.xincailiao.com/news/news_detail.aspx?id=189497
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    • 编译者:guokm
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    • 记者从中国科学院大连化学物理研究所获悉,该所储能技术研究部李先锋研究员、张华民研究员领导研究团队创新性地提出锌碘单液流电池的概念,实现锌碘单液流中电解液的利用率达到近100%,进而大幅提高了电池的能量密度。研究成果在线发表于《能源环境科学》上。 大规模储能技术是实现可再生能源大规模利用的关键技术,液流电池具有安全性高、循环寿命长,效率高等特点,是大规模储能的首选技术之一。锌碘液流电池是液流电池技术的一种,由于其具有较高的能量密度,以及环境友好等优势,近年来受到越来越多的关注。 在前期的研究中,该科研团队通过优化锌碘液流电池的电解液组成和膜材料,提高了其循环寿命和功率密度。但是,为避免锌碘液流电池内部阻塞而造成的电解质利用率相对较低问题仍待解决。 与传统锌碘液流电池不同,锌碘单液流电池只有负极一侧具有流动循环系统,正极电解质溶液直接固定在正极腔体中。由于锌碘单液流电池正极为固体,没有流动循环系统,所以不存在解液管路与泵的阻塞问题,因此碘离子可以充电到固态碘单质,使得电解质的利用率从大约50%提高到接近100%,电池的能量密度从之前的最高80Wh/L提高到205Wh/L。 此外,科研人员通过采用多孔的碳毡作为电极,保证了锌碘单液流电池较高的功率密度(0.1W/cm2)。实验结果表明,该锌碘单液流电池可以在电流密度为80mA/cm2下,稳定运行超过500次循环以上,性能没有明显衰减。这些研究为高能量密度液流电池新体系的开发提供了重要的借鉴。
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    • 编译者:冯瑞华
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    • 中国科学院大连化物所研究员李先锋、张华民领导的研究团队创新性提出锌碘单液流电池的概念,实现锌碘单液流中电解液的利用率达到近100%,大幅提高了电池的能量密度。相关研究成果在线发表于《能源环境科学》上。 大规模储能技术是实现可再生能源大规模利用的关键技术,液流电池因具有安全性高、循环寿命长、效率高等特点,是大规模储能的首选技术之一。而锌碘液流电池是液流电池技术的一种,因具有较高能量密度和环境友好等优势,近年来受到越来越多的关注。 在前期研究中,该科研团队通过优化电解液组成和膜材料,提高了锌碘液流电池的循环寿命和功率密度。但是,电解质利用率相对较低问题仍待解决。 随后,该团队提出了锌碘单液流电池的概念。与传统锌碘液流电池不同,锌碘单液流电池只有负极一侧具有流动循环系统,正极为固体,因此碘离子可以充电到固态碘单质,使得电解质的利用率接近100%,大幅提高了电池的能量密度,并同时提高了锌碘单液流电池的功率密度。上述工作为高能量密度液流电池新体系的开发提供了重要借鉴。