中科院大化所研發(fā)出能自我恢復(fù)的鋅碘液流電池

近日，中科院大連化物所儲(chǔ)能技術(shù)研究部李先鋒研究員、張華民研究員帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)研發(fā)了一種新型的、長(zhǎng)壽命、可自恢復(fù)的鋅碘液流電池。該電池可以有效的解決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，有望用作大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)，解決目前風(fēng)能、太陽(yáng)能等發(fā)電不連續(xù)、不穩(wěn)定、不可控的難題，實(shí)現(xiàn)清潔能源高效利用。

鋅碘液流電池在鋅負(fù)極在不斷充放電過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生不規(guī)則的鋅枝晶，這種“樹(shù)狀結(jié)構(gòu)”的枝晶會(huì)在循環(huán)過(guò)程中不斷生長(zhǎng)，最終刺穿電池的膜，造成電池的短路，嚴(yán)重影響電池的循環(huán)壽命。

為解決此問(wèn)題，研究人員提出利用廉價(jià)的聚烯烴多孔膜替代昂貴的全氟磺酸離子交換膜。該電池的聚烯烴多孔結(jié)構(gòu)中充滿的氧化態(tài)電解液可以溶解充放電過(guò)程中產(chǎn)生的鋅枝晶，實(shí)現(xiàn)自恢復(fù)，解決了由于鋅枝晶導(dǎo)致的電池循環(huán)壽命差的問(wèn)題。此外該鋅碘液流電池還具有成本低、電導(dǎo)率高、穩(wěn)定性強(qiáng)、工作電流密度大等特點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)表明，單電池能量效率可達(dá)到82%，較之前報(bào)道的鋅碘體系提高了8倍。

為證實(shí)該體系的實(shí)用性，研究團(tuán)隊(duì)成功集成出千瓦級(jí)電堆，該電堆在80mA/cm2下穩(wěn)定運(yùn)行超過(guò)300個(gè)循環(huán)，能量效率穩(wěn)定在80%，表現(xiàn)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。

相關(guān)工作以“非常重要文章（Very Important Paper）”形式發(fā)表于《德國(guó)應(yīng)用化學(xué)》（Angew. Chem. Int. Ed.）上，并得到審稿人高度評(píng)價(jià)，審稿人認(rèn)為：“這個(gè)令人尊重的研究團(tuán)隊(duì),在液流電池領(lǐng)域所作出的這一項(xiàng)非常卓越的工作，將對(duì)新型液流電池的理論研究和應(yīng)用研究產(chǎn)生重要的影響。