化工仪器网手机版
移动端访问更便捷
液流电池关键技术突破！电池能量密度大幅提升
2023年08月08日 13:26:45
来源：化工仪器网 作者：羊舌木 点击量：4291
近日，长沙理工大学教授贾传坤和丁美，基于团队首创的中性铁硫液流电池体系，联合新加坡国立大学教授王庆，利用氧化还原靶向反应的机理，构建了新一代高能量密度中性铁硫固液相液流电池系统。
【化工仪器网 项目成果】液流电池是一种利用流动的液态电解液作为储能介质的储能技术。该项技术能够将能量的存储和转换过程物理上分离，使得液流电池可以在储能容量和功率上进行独立调整，从而在大规模长时储能领域的商业化应用中展现出卓越的灵活性。
《储能产业研究白皮书》中显示，从2000年到2022年，新型储能装机市场中，液流电池路线占整个新型市场储能的比重仅为1.2%，锂离子电池占比则高达94%。长时储能需求爆发的刺激下，液流储能自带的“安全性”和方便扩容带来的“经济性”优势，相较于锂电池开始凸显。然而活性物质在水中存在溶解度极限，制约着水系液流电池的能量密度，因此水系液流电池的产业化发展受到低能量密度和高成本等关键问题的限制。
近日，长沙理工大学教授贾传坤和丁美，基于团队首创的中性铁硫液流电池体系，联合新加坡国立大学教授王庆，利用氧化还原靶向反应的机理，构建了新一代高能量密度中性铁硫固液相液流电池系统。
铁氰化物/亚铁氰化物是目前常见的水系液流电池正极活性物质，具有可逆性好、稳定性高和原材料成本低等优点，但其溶解度低，阻碍了铁基液流电池的发展。因此，亟需打破活性物质溶解度限制，开发高能量密度电解液体系。
他们基于异离子效应原理，将亚铁氰化钾和亚铁氰化钠混合物作为正极活性物质，成功将铁氰化物/亚铁氰化物的溶解度大幅提升至1.62摩尔/升。并在正极储液罐中引入普鲁士蓝作为固体储能材料，利用氧化还原靶向反应，进一步将正极活性物质的理论浓度增加到10摩尔/升，该侧在中性铁硫液流电池体系中理论能量密度高达260 Wh L-1。电池测试结果表明，正极电解液实际能量密度为92.8 Wh L-1，电池的最大功率密度达到284.7 mW cm-2。
该体系具有优异的高温性能，在50摄氏度下电池仍能保持良好的循环稳定性，且固体储能材料的利用率随着温度升高逐步增加。中性铁硫液流电池小电堆的库伦效率接近100%。除此之外，研究还发现，基于氧化还原靶向反应的中性铁硫液流电池表现出超长的循环寿命，7000次(4500h)循环后，由于固体储能物质持续释放容量，电池的容量保持率达到181.8%。
相比较以往报道的铁氰化物/亚铁氰化物电解液体系，该研究得到的电解液体系表现出最高的体积容量，为95.7 Ah L-1。该研究设计的基于氧化还原靶向反应的中性铁硫液流电池具有较低的电解液成本，在大规模储能领域极具应用前景。目前，该成果已完成产业化落地，并正建设100兆瓦中性铁硫液流电池生产线，预计2024年建成投产。
（资料来源：中国科学报）
相关阅读 Related Reading
查看更多+-
锂电池高效环保回收新工艺：可回收92%以上的关键金属 环保优势显著
近日，美国伍斯特理工学院研究团队开发出一种高效环保、可规?；τ玫娘胱拥绯鼗厥招鹿ひ?，为锂电池回收开辟了新的路径。2025-07-23 13:26:36 -
近期，由我国牵头制定的硅基负极材料国际标准正式发布，有助于推动全球锂离子电池行业的技术进步和产业升级。2025-07-18 10:36:01
-
近期，中国科学院合肥物质科学研究院固体物理研究所研究员胡林华团队在水系锌离子电池凝胶电解质研究方面取得新进展。研究人员采用了亲锌增...2025-06-25 10:50:56
-
近日，中国科学院大连化学物理研究所研究人员研发出厚度仅为3微米的高稳定性超薄聚合物膜材料，将全钒液流电池的工作电流密度提升至300...2025-06-23 11:42:52
-
大连化学物理研究所太阳能研究部(DNL16)李灿院士团队提出了光电-热电双效应耦合的思路，并发现了光伏效应与热电效应的耦合机制，实...2025-06-19 13:45:14
-
，昆明理工大学材料科学与工程学院陈江照教授和何冬梅教授团队在高性能钙钛矿太阳能电池领域取得重要进展，成功在钙钛矿太阳能电池稳定性上...2025-06-17 17:23:32
版权与免责声明
- ①凡本网注明“来源：化工仪器网”的所有作品，均为浙江兴旺宝明通网络有限公司-化工仪器网合法拥有版权或有权使用的作品，未经本网授权不得转载、摘编或利用其他方式使用上述作品。已经本网授权使用作品的，应在授权范围内使用，并注明“来源：化工仪器网”。违反上述声明者，本网将追究其相关法律责任。
- ②本网转载并注明自其他来源（非化工仪器网）的作品，目的在于传递更多信息，并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责，不承担此类作品侵权行为的直接责任及连带责任。其他媒体、网站或个人从本网转载时，必须保留本网注明的作品第一来源，并自负版权等法律责任。
- ③如涉及作品内容、版权等问题，请在作品发表之日起一周内与本网联系，否则视为放弃相关权利。
