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大連化物所成功研發(fā)新一代低成本、高功率全釩液流電池電堆

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2020-06-16

       近日,中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所(以下簡(jiǎn)稱大連化物所)李先鋒研究員和張華民研究員領(lǐng)導(dǎo)的科研團(tuán)隊(duì)成功開(kāi)發(fā)出新一代低成本、高功率全釩液流電池電堆。經(jīng)測(cè)試,該電堆在30kW恒功率運(yùn)行時(shí),其能量效率超過(guò)81%,100個(gè)循環(huán)容量無(wú)衰減。

       風(fēng)能、太陽(yáng)能等可再生能源固有的隨機(jī)性、間歇性、波動(dòng)性、直接并網(wǎng)難等特性,一定程度上限制了可再生能源的發(fā)展、利用。全釩液流電池是一種高性價(jià)比、高能效、長(zhǎng)壽命的規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù),其可將不穩(wěn)定的可再生能源儲(chǔ)存,并實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)輸出利用。全釩液流電池儲(chǔ)能系統(tǒng)由電堆、電解質(zhì)溶液、管路系統(tǒng)、電池管理系統(tǒng)、能量變換系統(tǒng)等組成。其中電堆起到了至關(guān)重要的作用,提高電堆功率密度、降低電堆成本將進(jìn)一步加速全釩液流電池技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。

        新一代電堆采用的可焊接多孔離子傳導(dǎo)膜可以提升離子選擇性,提高電解液的容量保持率,該膜的成本遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)的全氟磺酸膜,在電堆組裝工藝中,新一代全釩液流電池電堆打破了傳統(tǒng)的組裝方式,首次將激光焊接技術(shù)應(yīng)用于電堆集成,不僅提高了電堆的可靠性,同時(shí)提高了電堆裝配的自動(dòng)化程度,減少密封材料的使用,也降低了電堆的成本。
       
“我們通過(guò)應(yīng)用自主研發(fā)的可焊接多孔離子傳導(dǎo)膜,實(shí)現(xiàn)了對(duì)電池電堆組裝工藝的改進(jìn)。”李先鋒介紹。“新一代全釩液流電池電堆不但保持了傳統(tǒng)電堆的高功率密度,相比傳統(tǒng)電堆,其總成本也下降了40%”。

        大連化物所多年來(lái)一直堅(jiān)持“產(chǎn)、學(xué)、研、用”創(chuàng)新開(kāi)發(fā)模式,結(jié)合國(guó)家對(duì)儲(chǔ)能技術(shù)的重大需求,在液流電池高性能、低成本關(guān)鍵材料、電堆技術(shù)及批量化生產(chǎn)、大規(guī)模儲(chǔ)能系統(tǒng)設(shè)計(jì)集成等方面取得了一系列技術(shù)突破,并與大連融科儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展有限公司合作在國(guó)內(nèi)外成功實(shí)施了30余套千瓦至兆瓦級(jí)應(yīng)用示范項(xiàng)目,包括國(guó)內(nèi)目前最大國(guó)電龍?jiān)?MW/10MWh全釩液流風(fēng)電場(chǎng)儲(chǔ)能系統(tǒng)。此外,大連200MW/800MWh全釩液流電池儲(chǔ)能系統(tǒng)正在建設(shè)中。
       新一代全釩液流電池電堆的成功研發(fā),將大幅度降低全釩液流電池系統(tǒng)的成本,推動(dòng)全釩液流電池的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。以上工作得到了中國(guó)科學(xué)院“變革性潔凈能源關(guān)鍵技術(shù)與示范”戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)、國(guó)家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目的支持。

文章來(lái)源:大連化物所

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