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液流電池關(guān)鍵技術(shù)突破！電池能量密度大幅提升

2023-08-08 18:24:23來源：儀器網(wǎng)關(guān)鍵詞：電池閱讀量：6036

　　【儀器網(wǎng) 科技成果】液流電池是一種利用流動的液態(tài)電解液作為儲能介質(zhì)的儲能技術(shù)。該項技術(shù)能夠?qū)⒛芰康拇鎯娃D(zhuǎn)換過程物理上分離推動並實現，使得液流電池可以在儲能容量和功率上進(jìn)行獨(dú)立調(diào)整薄弱點，從而在大規(guī)模長時儲能領(lǐng)域的商業(yè)化應(yīng)用中展現(xiàn)出卓越的靈活性。

　　《儲能產(chǎn)業(yè)研究白皮書》中顯示優化程度，從2000年到2022年積極性，新型儲能裝機(jī)市場中，液流電池路線占整個新型市場儲能的比重僅為1.2%多種場景，鋰離子電池占比則高達(dá)94%多元化服務體系。長時儲能需求爆發(fā)的刺激下規劃，液流儲能自帶的“安全性”和方便擴(kuò)容帶來的“經(jīng)濟(jì)性”優(yōu)勢，相較于鋰電池開始凸顯大幅拓展。然而活性物質(zhì)在水中存在溶解度極限發行速度，制約著水系液流電池的能量密度，因此水系液流電池的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展受到低能量密度和高成本等關(guān)鍵問題的限制與時俱進。

　　近日性能，長沙理工大學(xué)教授賈傳坤和丁美，基于團(tuán)隊首創(chuàng)的中性鐵硫液流電池體系綜合運用，聯(lián)合新加坡國立大學(xué)教授王慶供給，利用氧化還原靶向反應(yīng)的機(jī)理，構(gòu)建了新一代高能量密度中性鐵硫固液相液流電池系統(tǒng)實事求是。

　　鐵氰化物/亞鐵氰化物是目前常見的水系液流電池正極活性物質(zhì)進行探討，具有可逆性好、穩(wěn)定性高和原材料成本低等優(yōu)點(diǎn)服務水平，但其溶解度低最新，阻礙了鐵基液流電池的發(fā)展。因此處理方法，亟需打破活性物質(zhì)溶解度限制重要作用，開發(fā)高能量密度電解液體系。

　　他們基于異離子效應(yīng)原理習慣，將亞鐵氰化鉀和亞鐵氰化鈉混合物作為正極活性物質(zhì)充足，成功將鐵氰化物/亞鐵氰化物的溶解度大幅提升至1.62摩爾/升。并在正極儲液罐中引入普魯士藍(lán)作為固體儲能材料的積極性，利用氧化還原靶向反應(yīng)綠色化發展，進(jìn)一步將正極活性物質(zhì)的理論濃度增加到10摩爾/升，該側(cè)在中性鐵硫液流電池體系中理論能量密度高達(dá)260 Wh L^-1不久前。電池測試結(jié)果表明用上了，正極電解液實(shí)際能量密度為92.8 Wh L^-1，電池的最大功率密度達(dá)到284.7 mW cm^-2綜合措施。

　　該體系具有優(yōu)異的高溫性能可靠保障，在50攝氏度下電池仍能保持良好的循環(huán)穩(wěn)定性，且固體儲能材料的利用率隨著溫度升高逐步增加現場。中性鐵硫液流電池小電堆的庫倫效率接近100%高端化。除此之外，研究還發(fā)現(xiàn)我有所應，基于氧化還原靶向反應(yīng)的中性鐵硫液流電池表現(xiàn)出超長的循環(huán)壽命提單產，7000次(4500h)循環(huán)后，由于固體儲能物質(zhì)持續(xù)釋放容量至關重要，電池的容量保持率達(dá)到181.8%發展空間。

　　相比較以往報道的鐵氰化物/亞鐵氰化物電解液體系效果，該研究得到的電解液體系表現(xiàn)出最高的體積容量，為95.7 Ah L^-1足了準備。該研究設(shè)計的基于氧化還原靶向反應(yīng)的中性鐵硫液流電池具有較低的電解液成本合作關系，在大規(guī)模儲能領(lǐng)域極具應(yīng)用前景。目前深刻內涵，該成果已完成產(chǎn)業(yè)化落地傳遞，并正建設(shè)100兆瓦中性鐵硫液流電池生產(chǎn)線，預(yù)計2024年建成投產(chǎn)深入闡釋。

（資料來源：中國科學(xué)報）

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