化工儀器網手機版
移動端訪問更便捷
液流電池關鍵技術突破！電池能量密度大幅提升
2023年08月08日 13:26:45
來源：化工儀器網 作者：羊舌木 點擊量：4194
近日，長沙理工大學教授賈傳坤和丁美，基于團隊首創的中性鐵硫液流電池體系，聯合新加坡國立大學教授王慶，利用氧化還原靶向反應的機理，構建了新一代高能量密度中性鐵硫固液相液流電池系統。
【化工儀器網 項目成果】液流電池是一種利用流動的液態電解液作為儲能介質的儲能技術。該項技術能夠將能量的存儲和轉換過程物理上分離，使得液流電池可以在儲能容量和功率上進行獨立調整，從而在大規模長時儲能領域的商業化應用中展現出卓越的靈活性。
《儲能產業研究白皮書》中顯示，從2000年到2022年，新型儲能裝機市場中，液流電池路線占整個新型市場儲能的比重僅為1.2%，鋰離子電池占比則高達94%。長時儲能需求爆發的刺激下，液流儲能自帶的“安全性”和方便擴容帶來的“經濟性”優勢，相較于鋰電池開始凸顯。然而活性物質在水中存在溶解度極限，制約著水系液流電池的能量密度，因此水系液流電池的產業化發展受到低能量密度和高成本等關鍵問題的限制。
近日，長沙理工大學教授賈傳坤和丁美，基于團隊首創的中性鐵硫液流電池體系，聯合新加坡國立大學教授王慶，利用氧化還原靶向反應的機理，構建了新一代高能量密度中性鐵硫固液相液流電池系統。
鐵氰化物/亞鐵氰化物是目前常見的水系液流電池正極活性物質，具有可逆性好、穩定性高和原材料成本低等優點，但其溶解度低，阻礙了鐵基液流電池的發展。因此，亟需打破活性物質溶解度限制，開發高能量密度電解液體系。
他們基于異離子效應原理，將亞鐵氰化鉀和亞鐵氰化鈉混合物作為正極活性物質，成功將鐵氰化物/亞鐵氰化物的溶解度大幅提升至1.62摩爾/升。并在正極儲液罐中引入普魯士藍作為固體儲能材料，利用氧化還原靶向反應，進一步將正極活性物質的理論濃度增加到10摩爾/升，該側在中性鐵硫液流電池體系中理論能量密度高達260 Wh L-1。電池測試結果表明，正極電解液實際能量密度為92.8 Wh L-1，電池的最大功率密度達到284.7 mW cm-2。
該體系具有優異的高溫性能，在50攝氏度下電池仍能保持良好的循環穩定性，且固體儲能材料的利用率隨著溫度升高逐步增加。中性鐵硫液流電池小電堆的庫倫效率接近100%。除此之外，研究還發現，基于氧化還原靶向反應的中性鐵硫液流電池表現出超長的循環壽命，7000次(4500h)循環后，由于固體儲能物質持續釋放容量，電池的容量保持率達到181.8%。
相比較以往報道的鐵氰化物/亞鐵氰化物電解液體系，該研究得到的電解液體系表現出最高的體積容量，為95.7 Ah L-1。該研究設計的基于氧化還原靶向反應的中性鐵硫液流電池具有較低的電解液成本，在大規模儲能領域極具應用前景。目前，該成果已完成產業化落地，并正建設100兆瓦中性鐵硫液流電池生產線，預計2024年建成投產。
（資料來源：中國科學報）
相關閱讀 Related Reading
查看更多+-
生態環境部根據省級生態環境部門報送的試點單位情況，經審核，生態環境部建立了優化廢鉛蓄電池跨省轉移管理試點單位清單（第二批），現予印...2025-04-21 14:47:40
-
水性電池是以水溶液為電解質的電池技術，與傳統的有機電解質電池相比，在安全性、成本及環境友好性上有突出表現，因此成為了近年來研究的熱...2025-04-17 17:23:28
-
原材料資源儲量豐富、成本低廉、供應穩定且環保的優勢，以及技術不斷成熟幫助下，鈉電池的商業化發展較為順利，也順勢成為了未來重要的儲能...2025-04-15 17:12:30
-
瑞典林雪平大學研究人員利用一種創新的流體形態電極，研發出能被塑造成任何形狀的電池，這種電池柔軟且可延展，并且采用的是液態電極，因此...2025-04-15 13:04:01
-
中國科學院青島生物能源與過程研究所科研人員等在高溫鎂金屬電池聚合物電解質研究方面取得進展。2025-04-14 14:12:57
-
4月8日，福建農林大學材料工程學院綠色光電器件與儲能電池團隊青年教師林智超與西安交通大學、河南大學、澳門大學等單位合作，在《自然》...2025-04-11 11:04:46
版權與免責聲明
- ①凡本網注明“來源：化工儀器網”的所有作品，均為浙江興旺寶明通網絡有限公司-化工儀器網合法擁有版權或有權使用的作品，未經本網授權不得轉載、摘編或利用其他方式使用上述作品。已經本網授權使用作品的，應在授權范圍內使用，并注明“來源：化工儀器網”。違反上述聲明者，本網將追究其相關法律責任。
- ②本網轉載并注明自其他來源（非化工儀器網）的作品，目的在于傳遞更多信息，并不代表本網贊同其觀點和對其真實性負責，不承擔此類作品侵權行為的直接責任及連帶責任。其他媒體、網站或個人從本網轉載時，必須保留本網注明的作品第一來源，并自負版權等法律責任。
- ③如涉及作品內容、版權等問題，請在作品發表之日起一周內與本網聯系，否則視為放棄相關權利。
