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中國科學家開發(fā)復合離子傳導膜 可提升鋅基液流電池壽命
日期：2024-10-16 12:26:06 作者：宏力精密鋼管 閱讀數(shù)：435(圖源：CAS官網(wǎng))
蓋世汽車訊 據(jù)外媒報道，中國科學院大連化學物理研究所(DICP)的研究人員，開發(fā)了一種復合離子傳導膜，有助于延長鋅基液流電池的循環(huán)壽命。
作為固定儲能應用，鋅基液流電池(ZFB)因其成本低、安全性高和環(huán)保性，獲得廣泛關(guān)注。然而，由于鋅枝晶/堆積問題，這種電池的循環(huán)壽命和充放電性能較差，使其發(fā)展受到限制。
離子傳導膜能夠提高電池的循環(huán)穩(wěn)定性。在調(diào)節(jié)鋅沉積形態(tài)和抑制枝晶生長方面，發(fā)揮重要作用。在前期研究中，研究團隊通過調(diào)節(jié)多孔離子傳導膜的負電荷性質(zhì)，來調(diào)整鋅沉積的方向和形態(tài)，從而提高ZFB電池的單位面積容量和循環(huán)穩(wěn)定性。研究人員在此基礎(chǔ)上，通過將具有高導熱性和機械強度的氮化硼納米片(BNNSs)引入多孔基膜中，即在基膜中加入一層氮化硼納米片，制備出復合離子傳導膜。
其中，面向負極的氮化硼納米片一方面可使電極表面溫度均勻分布，調(diào)節(jié)鋅沉積形貌由尖銳的“樹枝狀”變?yōu)槿岷偷摹笆項l狀”;另一方面，氮化硼納米片機械強度高，可有效阻擋過度生長的尖銳鋅枝晶，避免其對膜材料造成破壞。這兩方面的協(xié)同作用可顯著提高電池的循環(huán)壽命。在80mA/cm2的電流密度下，采用這種復合膜的堿性鋅鐵液流電池，可以穩(wěn)定運行500個充放電循環(huán)(約800小時)，且不發(fā)生明顯衰減。最重要的是，即使電流密度達到200mA/cm2，電池也能實現(xiàn)80%以上的能效。