【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】鋅溴液流電池是液流電池的一種，屬于能量型儲能，能夠大容量、長時間的充放電，鋅溴液流電池由于在系統(tǒng)設(shè)計中有非常大的靈活性和極強(qiáng)的可擴(kuò)展性，在大規(guī)模儲能技術(shù)領(lǐng)域受到重視。同時，含鋅體系的可充電電池由于鋅的高能量密度以及低成本，長期以來被認(rèn)為在大規(guī)模儲能系統(tǒng)應(yīng)用中具有競爭力；而鋅溴液流電池則是作為這兩種技術(shù)的結(jié)合，該技術(shù)在儲能領(lǐng)域中的應(yīng)用將具有很高潛力。

       近日，中科院大連化物所儲能技術(shù)研究部(DNL17)李先鋒研究員和袁治章研究員團(tuán)隊開發(fā)的面向用戶側(cè)的100kWh鋅溴液流電池系統(tǒng)在榆林中科潔凈能源創(chuàng)新研究院并網(wǎng)運(yùn)行。該系統(tǒng)由電解液循環(huán)系統(tǒng)、4個單堆容量為30kWh級的電堆以及與其配套的電力控制模塊組成，設(shè)計放電總能量為100kWh。該系統(tǒng)在額定30kW功率下放電時，放電能量為110.3kWh，直流側(cè)能量轉(zhuǎn)化效率為83.0%。
 

　　鋅溴液流電池具有能量密度高(>190Wh/L，基于2mol/L活性物質(zhì))、成本低等優(yōu)勢，在用戶側(cè)儲能領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。但鋅溴液流電池仍存在鋅負(fù)極沉積面容量低、鋅枝晶等關(guān)鍵科學(xué)與技術(shù)問題需要進(jìn)一步解決。
 

　　中科院大連化物所儲能技術(shù)研究部堅持基礎(chǔ)研究與應(yīng)用研究并重，通過對電池關(guān)鍵材料包括電極材料(Sci. Bull.，2022；ACS Energy Lett.，2021；Adv. Mater.，2020；Sci. Bull.，2021；Adv. Funct. Mater.，2021)、電解液(J. Energ. Chem.，2022；Energy Environ. Sci.，2021；Adv. Funct. Mater.，2021；Adv. Mater.，2020)、高性能離子傳導(dǎo)膜(Energy Storage Mater.，2022；Mater. Today Energy，2021)等設(shè)計開發(fā)，初步解決了鋅溴液流電池運(yùn)行工作電流密度偏低、鋅枝晶、面容量偏低等問題。
 

　　近年來，團(tuán)隊通過電堆結(jié)構(gòu)設(shè)計，調(diào)控電堆內(nèi)部流場分布，優(yōu)化電堆運(yùn)行策略，將鋅溴液流電池電堆面容量提高近一倍至140mAh/cm2，大幅度提高了電池能量密度。在前期單堆能量30kWh級電堆穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)上，集成出100kWh鋅溴液流電池系統(tǒng)。該系統(tǒng)的成功開發(fā)，將進(jìn)一步推動用戶側(cè)新型液流電池的發(fā)展，對于推動液流電池可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。
 

　　以上工作得到了中科院A類先導(dǎo)專項“變革性潔凈能源關(guān)鍵技術(shù)與示范”、榆林創(chuàng)新院能源革命科技專項等項目的支持。(文/宋楊、苑辰光 圖/邵家云)