沈陽化物所鋅碘單液流微型蓄電池調查獲得進展情況

近日，中國科學院大連化學物理研究所儲能技術研究部研究員李先鋒、張華民領導的研究團隊在高能量密度、長壽命鋅碘單液流電池研究方面取得新進展。

近日，中國科學院大連化學物理研究所儲能技術研究部研究員李先鋒、張華民領導的研究團隊在高能量密度、長壽命鋅碘單液流電池研究方面取得新進展。研究成果在線發表于《能源環境科學》（Energy Environ. Sci.）上。

大規模儲能技術是實現可再生能源大規模利用的關鍵技術，液流電池具有安全性高、循環壽命長、效率高等特點，是大規模儲能的首選技術之一。鋅碘液流電池由于其具有能量密度高（I-濃度可達8M）、環境友好等優勢受到了越來越多的關注。但是鋅碘液流電池還存在電池功率密度較低、循環壽命短以及活性物質利用率相對較低等問題。前期，該研究團隊通過對電解液組成和膜材料的優化，大大提高了鋅碘液流電池的循環壽命和功率密度（Angew. Chem. Int. Ed., 2018）。但是，由于單質碘在水中不溶解造成的活性物質利用率相對較低的問題仍待解決。

該工作中，研究團隊創新性地提出了鋅碘單液流電池的概念。與傳統鋅碘液流電池不同，鋅碘單液流電池只有負極一側具有流動循環系統，正極電解質溶液固定在正極腔體中。該電池正極碘離子濃度完全可以滿足負極鋅沉積的容量需求。由于不存在電解液管路與泵的阻塞問題，I-可以充電到固態的I2，電解質的利用率接近100%，大大提高了電池的能量密度。同時，科研人員采用多孔的碳氈作為電極，碳氈的三維導電網絡提高了單液流電池的功率密度。實驗結果表明：該單液流電池可以在80mA/cm2下穩定運行超過500次循環以上，性能沒有明顯衰減。上述工作為高能量密度液流電池新體系的開發提供了很好的借鑒。

以上工作得到中科院國際合作項目（CAS-DOE）、大連市科技創新項目以及大連化物所自主部署基金的支持。