锌镍单液流电池正极内部流动与传质过程的格子Boltzmann方法数值模拟

本文针对锌镍单液流电池多孔正极，基于格子玻尔兹曼方法从孔隙尺度对多孔正极内的流动传质及化学反应过程进行了模拟，获得了多孔电极孔隙内部电解液渗流速度场，浓度场和电流密度变化。从孔隙内渗流与传质的角度分析了不同充电电流、电解液流速和多孔电极孔隙率对电极电化学反应的影响。     

基于高面容量锌溴液流电池的电堆结构及负极材料设计与优化

双碳目标下,大规模长时储能对以新能源为主体的新型电力系统发展至关重要。锌溴液流电池兼具低成本和高能量密度优势,在能源存储领域有良好的发展前景。作为半沉积型电池,锌沉积面容量的大小对电池储能时长和经济性均有重要影响。本研究采用高导电性的双极板,并在负极表面构建缺陷工程,成功对锌溴液流电池电堆结构和负极电极进行优化,并实现了电池在高面容量条件下的出色性能。此外,通过SEM、XPS、Raman光谱、CV、EIS以及GCD测试等方法进行表征对比,选取了中度氧化的石墨毡为最佳电极材料。优化的电堆结构与中度氧化的石墨毡相结合,在电流密度为20 mA/cm²、面容量为120 mA·h/cm²的条件下,电池实现了94.26%的库仑效率和82.12%的能量效率。最后,本文揭示了这一优化策略的作用机制,优化的电堆结构可以改善电池内部电流分布,且在低面容量条件下效果显著。而随着面容量的提升,只有结合负极表面的亲锌缺陷工程方可实现平坦且致密的锌沉积,并避免锌枝晶形成。结合优化后的电堆结构与负极材料,最终实现电池在高面容量条件下实现优异性能。本研究为锌溴液流电池作为长...     

液流电池非氟多孔离子传导膜研究获新突破

正中科院大连化学物理研究所报道该所张华民、李先锋研究员带领的团队在液流电池非氟多孔离子传导膜研究方面取得新进展.该团队将交联网络结构引入到非氟多孔离子传导膜孔结构中,大幅度提高了非氟多孔离子传导膜在液流电池运行环境下的选择性和稳定性,开发的膜材料在液流电池环境下连续运行超过6 000循环,性能保持稳定.相关结果在线发表于德国《先进功能材料》上.为了解决非氟多孔离子传导膜选择性与导电性的矛盾,进一步提高非氟多孔离子传导膜的性能,该     

新型径向流动全钒液流电池单元数值模拟北大核心CSCD

全钒液流电池因其选址自由、效率高、寿命长以及安全性高等特点,广泛应用于大规模储能领域,然而现有电池结构单一,无法满足储能领域高速发展的需求。为提高全钒液流电池电化学性能,采用数值模拟方法,针对新型径向流动全钒液流电池单元,建立电池单元内部电化学反应与热质传递耦合作用数学物理模型,获得了不同电解液进口数量下新型电池单元内部多物理场耦合输运特性分布规律,包括电解液速度场、压降、离子浓度以及电极电势的分布规律。结果表明,电池电解液进口数量的增加,可以有效改善电解液在多孔电极内的输运性能,提升多孔电极内部离子浓度分布均匀性,削弱离子浓度极化现象,提高电极电势,增强电池性能。同时,在多孔电极入口处设置电解液分配管,可以有效减小电解液流动阻力,提升电解液分配均匀性,进一步提升电池性能。仿真模拟的研究结果可为全钒液流电池结构的优化设计提供参考。     

Application and prospect of zinc nickel battery in energy storage technology

本文介绍了近几年电力储能在全球储能领域的现况及电力储能在现有储能系统中的应用规模。针对目前较成熟的电化学储能电池进行了分析,着重分析了锌镍电池的特点,首先对锌镍电池的低温放电性能、寿命、大电流充放等性能进行了阐述,模拟储能系统充放电实验的结果表明锌镍电池具有循环寿命长和充放电效率高等特点。其次对单液流锌镍电池的工作原理进行了介绍,就目前单液流锌镍电池的各个型号的中试产品以及50 kW·h储能系统进行了总结和讨论,分析表明锌镍电池作为一种新型的蓄电池,其循环寿命长、安全性能好、制造和维护成本较低,随着近几年新材料的发展,锰正极的锌基电池实验成功,促进了锌空气电池、锌铁电池等系列锌基电池的研发,锌镍电池未来在储能市场将会大放异彩。     

中科院提出锌碘单液流电池概念,可大幅提高电池能量密度

<正>近日,中国科学院大连化物所研究员李先锋、张华民领导的研究团队创新性提出锌碘单液流电池的概念,实现锌碘单液流中电解液的利用率达到近100%,大幅提高了电池的能量密度。大规模储能技术是实现可再生能源大规模利用的关键技术,液流电池因具有安全性高、循环寿命长、效率高等特点,是大规模储能的首选技术之一。     

液流电池储能技术研究进展北大核心CSCD

储能技术是构建以新能源为主体的新型电力系统,实现双碳目标的关键支撑技术。液流电池储能技术具有安全可靠、寿命长、环境友好等优势,成为规模储能的首选技术之一。本文通过对传统液流电池储能技术包括铁铬液流电池储能技术、全钒液流电池储能技术、锌溴液流电池储能技术和液流电池新体系包括基于溴基氧化还原电对的液流电池新体系、醌基液流电池体系、吩嗪基液流电池体系、TEMPO类液流电池体系、紫精类液流电池体系的研究进展进行探讨,综述了各类液流电池储能技术的发展历程及其技术成熟度,着重介绍了各类液流电池储能技术的特点和进一步发展所面临的关键科学问题,重点分析了不同种类的液流电池储能技术实用化进程中的关键技术瓶颈。通过总结分析国内外液流电池储能技术的发展态势,对液流电池储能技术未来发展方向进行了展望。     

Recent progress in zinc-bromine flow battery energy storage technologies

以活性物质溴化锌为电解液主要成分的锌溴液流电池,其电极及隔膜材料均由塑料构成,具有低成本,长寿命,绿色环保等特点,适合进行大规模的电能存储,在可再生能源接入,分布式发电及智能电网等领域有着巨大的发展潜力.本文介绍了锌溴液流电池的技术原理与组成,分析了其技术特点,概述了目前的研究开发状况,对未来的前景进行了展望,指出进行关键材料的自主研发及批量化生产,优化电堆及系统的结构,控制产品生产工艺质量等是未来研究工作的重点.     

Vehicular emergency power supply based on zinc bromide energy storage battery

文章以传统车载式柴油发电机应急电源车为例,引出近年来其家族的新成员"移动储能式应急电源"车,着重介绍了具有静音及环保特征的锌溴液流储能电池式应急电源车,阐述了液流电池作为车载式应急电源存在的几个问题,如防震,应用方式等.以一个具体的工程应用为例,介绍了将锌溴液流电池与车载系统相配合的几个要点,完成了第一个基于液流电池的车载式应急电源的研制,并结合工程实践提出了存在的问题及未来的展望.     

磺化聚醚醚酮基两性离子交换膜制备及在铁-铬液流电池中的应用

针对铁-铬液流电池用的离子交换膜需求,通过在磺化聚醚醚酮(SPEEK)中引入了高亲水性聚乙烯亚胺(PEI)构建离子交联形成高效氢键网络,制备了两性离子交换膜(SPEEK/PEI).通过引入胺基来构建离子交联结构,有效降低了SPEEK膜的溶胀度,抑制了铁-铬离子渗透;同时膜中亲水的PEI促进了亲水通道的形成,保持了高质子传导率.基于膜中高效氢键网络,SPEEK/PEI膜实现了铁-铬液流电池库仑效率与能量效率的有效提升.在70 mA/cm2电流密度下铁-铬液流电池性能测试中,SPEEK/PEI 3％膜的库仑效率为96.5％,能量效率达到79.4％.