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(shù)。這種能“起死回生”的神奇電池有望用作大規(guī)模儲能技術(shù)，解決目前風(fēng)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(xué)儲能技術(shù)，采用高比容量、高活性的鋅離子作為負(fù)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(jìn)一步提高了電池整體的能量密度，展現(xiàn)廣闊的應(yīng)用前景。然而，與其他鋅基電池一樣，鋅負(fù)極的“枝晶問題”是其商業(yè)化發(fā)展道路上的一大難關(guān)。
鋅負(fù)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(gòu)”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(yán)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(gòu)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(fù)極穩(wěn)定性提高提供了新途徑。在這一思路的指導(dǎo)下，中科院大連化物所儲能技術(shù)研究部的科學(xué)家們研發(fā)了上述的長壽命可自恢復(fù)的鋅碘液流電池技術(shù)，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(fù)。
這種新電池優(yōu)點(diǎn)很多，最奇妙的就是耐用性強(qiáng)，還能自己“復(fù)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(dāng)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(tuán)隊將單電池進(jìn)一步放大組裝了千瓦級電堆，該電堆依然可以穩(wěn)定運(yùn)行，能量效率保持在80%左右，仍然具有短路恢復(fù)的特性，有力證明了該體系的可靠性和實用性。
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