近日,中科院大连化物所研发了一种新型锌碘液流电池技术。这种能“起死回生”的神奇电池有望用作大规模储能技术,解决目前风能、太阳能等发电不连续、不稳定的难题,实现清洁能源高效利用。

锌碘液流电池作为一种新型的电化学储能技术,采用高比容量、高活性的锌离子作为负极活性物质,具有高能量密度、高安全性的优势。此外,锌碘液流还选用高比容量、高工作电压的碘电对做正极活性电对,进一步提高了电池整体的能量密度,展现广阔的应用前景。然而,与其他锌基电池一样,锌负极的“枝晶问题”是其商业化发展道路上的一大难关。

锌负极在不断充放电过程中,会产生不规则的锌枝晶,这种“树状结构”的枝晶会在循环过程中不断生长,最终刺穿电池的膜,造成电池短路,严重影响电池的循环寿命。

如何抑制锌枝晶呢?科研人员想出了一个办法:通过膜结构和电解液的优化让产生的锌枝晶不能穿过膜；或者将部分已经穿过膜的锌枝晶自动消除。这种新的思路看似反其道而为之,实际上则是顺势而为,为锌基电池负极稳定性提高提供了新途径。在这一思路的指导下,中科院大连化物所储能技术研究部的科学家们研发了上述的长寿命可自恢复的锌碘液流电池技术,通过使用廉价的聚烯烃多孔膜和高稳定性电解液,实现电池的长期循环以及电池短路后的自恢复。

这种新电池优点很多,最奇妙的就是耐用性强,还能自己“复活”。在充电过程中,聚烯烃多孔膜孔径中充满了氧化态的正极电解液,当锌枝晶生长到膜孔内部后,氧化态的电解液可将锌枝晶溶解掉,从而防止锌枝晶造成电池短路,实现电池的长寿命循环。

据介绍,研究团队将单电池进一步放大组装了千瓦级电堆,该电堆依然可以稳定运行,能量效率保持在80%左右,仍然具有短路恢复的特性,有力证明了该体系的可靠性和实用性。

《 人民日报 》( 2018年06月01日 20 版)