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電池短路后也能自愈?

鉅大鋰電  |  點(diǎn)擊量:0  |  2018年06月21日  

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(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)定的難題,實(shí)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(chǔ)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(shì)。此外,鋅碘液流還選用高比容量、高工作電壓的碘電對(duì)做正極活性電對(duì),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(wèn)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(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(gè)辦法:通過(guò)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(guò)膜;或者將部分已經(jīng)穿過(guò)膜的鋅枝晶自動(dòng)消除。這種新的思路看似反其道而為之,實(shí)際上則是順勢(shì)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(chǔ)能技術(shù)研究部的科學(xué)家們研發(fā)了上述的長(zhǎng)壽命可自恢復(fù)的鋅碘液流電池技術(shù),通過(guò)使用廉價(jià)的聚烯烴多孔膜和高穩(wěn)定性電解液,實(shí)現(xiàn)電池的長(zhǎng)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(guò)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(zhǎng)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(shí)現(xiàn)電池的長(zhǎng)壽命循環(huán)。

據(jù)介紹,研究團(tuán)隊(duì)將單電池進(jìn)一步放大組裝了千瓦級(jí)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(shí)用性。

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