近日，中科院大連化物所研發(fā)了一種新型鋅碘液流電池技術。這種能“起死回生”的神奇電池有望用作大規(guī)模儲能技術，解決目前風能、太陽能等發(fā)電不連續(xù)、不穩(wěn)定的難題，實現(xiàn)清潔能源高效利用。
鋅碘液流電池作為一種新型的電化學儲能技術，采用高比容量、高活性的鋅離子作為負極活性物質(zhì)，具有高能量密度、高安全性的優(yōu)勢。此外，鋅碘液流還選用高比容量、高工作電壓的碘電對做正極活性電對，進一步提高了電池整體的能量密度，展現(xiàn)廣闊的應用前景。然而，與其他鋅基電池一樣，鋅負極的“枝晶問題”是其商業(yè)化發(fā)展道路上的一大難關。
鋅負極在不斷充放電過程中，會產(chǎn)生不規(guī)則的鋅枝晶，這種“樹狀結(jié)構”的枝晶會在循環(huán)過程中不斷生長，最終刺穿電池的膜，造成電池短路，嚴重影響電池的循環(huán)壽命。
如何抑制鋅枝晶呢？科研人員想出了一個辦法：通過膜結(jié)構和電解液的優(yōu)化讓產(chǎn)生的鋅枝晶不能穿過膜；或者將部分已經(jīng)穿過膜的鋅枝晶自動消除。這種新的思路看似反其道而為之，實際上則是順勢而為，為鋅基電池負極穩(wěn)定性提高提供了新途徑。在這一思路的指導下，中科院大連化物所儲能技術研究部的科學家們研發(fā)了上述的長壽命可自恢復的鋅碘液流電池技術，通過使用廉價的聚烯烴多孔膜和高穩(wěn)定性電解液，實現(xiàn)電池的長期循環(huán)以及電池短路后的自恢復。
這種新電池優(yōu)點很多，最奇妙的就是耐用性強，還能自己“復活”。在充電過程中，聚烯烴多孔膜孔徑中充滿了氧化態(tài)的正極電解液，當鋅枝晶生長到膜孔內(nèi)部后，氧化態(tài)的電解液可將鋅枝晶溶解掉，從而防止鋅枝晶造成電池短路，實現(xiàn)電池的長壽命循環(huán)。
據(jù)介紹，研究團隊將單電池進一步放大組裝了千瓦級電堆，該電堆依然可以穩(wěn)定運行，能量效率保持在80%左右，仍然具有短路恢復的特性，有力證明了該體系的可靠性和實用性。
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