【仪表网 研发快讯】锌溴液流电池是液流电池的一种，属于能量型储能，能够大容量、长时间的充放电，锌溴液流电池由于在系统设计中有非常大的灵活性和极强的可扩展性，在大规模储能技术领域受到重视。同时，含锌体系的可充电电池由于锌的高能量密度以及低成本，长期以来被认为在大规模储能系统应用中具有竞争力；而锌溴液流电池则是作为这两种技术的结合，该技术在储能领域中的应用将具有很高潜力。
近日，中科院大连化物所储能技术研究部(DNL17)李先锋研究员和袁治章研究员团队开发的面向用户侧的100kWh锌溴液流电池系统在榆林中科洁净能源创新研究院并网运行。该系统由电解液循环系统、4个单堆容量为30kWh级的电堆以及与其配套的电力控制模块组成，设计放电总能量为100kWh。该系统在额定30kW功率下放电时，放电能量为110.3kWh，直流侧能量转化效率为83.0%。
锌溴液流电池具有能量密度高(>190Wh/L，基于2mol/L活性物质)、成本低等优势，在用户侧储能领域具有良好的应用前景。但锌溴液流电池仍存在锌负极沉积面容量低、锌枝晶等关键科学与技术问题需要进一步解决。
中科院大连化物所储能技术研究部坚持基础研究与应用研究并重，通过对电池关键材料包括电极材料(Sci. Bull.，2022；ACS Energy Lett.，2021；Adv. Mater.，2020；Sci. Bull.，2021；Adv. Funct. Mater.，2021)、电解液(J. Energ. Chem.，2022；Energy Environ. Sci.，2021；Adv. Funct. Mater.，2021；Adv. Mater.，2020)、高性能离子传导膜(Energy Storage Mater.，2022；Mater. Today Energy，2021)等设计开发，初步解决了锌溴液流电池运行工作电流密度偏低、锌枝晶、面容量偏低等问题。
近年来，团队通过电堆结构设计，调控电堆内部流场分布，优化电堆运行策略，将锌溴液流电池电堆面容量提高近一倍至140mAh/cm2，大幅度提高了电池能量密度。在前期单堆能量30kWh级电堆稳定运行的基础上，集成出100kWh锌溴液流电池系统。该系统的成功开发，将进一步推动用户侧新型液流电池的发展，对于推动液流电池可持续发展具有重要意义。
以上工作得到了中科院A类先导专项“变革性洁净能源关键技术与示范”、榆林创新院能源革命科技专项等项目的支持。(文/宋杨、苑辰光 图/邵家云)