近日，中科院大連化學(xué)物理研究所儲(chǔ)能技術(shù)研究部研究員李先鋒、張華民帶領(lǐng)研究團(tuán)隊(duì)，在堿性鋅基液流電池離子傳導(dǎo)膜研究方面取得新進(jìn)展，研究成果發(fā)表于《先進(jìn)功能材料》。

鋅基液流電池儲(chǔ)能技術(shù)以儲(chǔ)量豐富的鋅作為負(fù)極活性物質(zhì)，具有成本低、安全性高、開(kāi)路電壓高和環(huán)境友好等特點(diǎn)，在分布式儲(chǔ)能領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。鋅基液流電池的關(guān)鍵問(wèn)題為鋅負(fù)極的枝晶、累積和脫落，膜在調(diào)控鋅沉積形貌和抑制枝晶生長(zhǎng)從而提高電池運(yùn)行可靠性方面發(fā)揮了重要作用。

此前研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)調(diào)節(jié)多孔離子傳導(dǎo)膜的負(fù)電荷性質(zhì)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)鋅沉積方向和形貌的調(diào)控，大幅度提高了鋅基液流電池的面容量和電池的循環(huán)穩(wěn)定性。

在該研究中，研究人員選用商業(yè)化聚乙烯多孔膜為基膜，原位將功能化空心球引入到基膜中制備出混合基質(zhì)多孔膜，空心球極大地縮短了離子傳輸路徑，顯著提高了電池的功率密度。此外，選用的空心球在堿中具有優(yōu)良的穩(wěn)定性，所制得的膜具有優(yōu)良的機(jī)械性能，可有效抑制鋅枝晶的生長(zhǎng)，進(jìn)一步提高了鋅基液流電池的循環(huán)穩(wěn)定性。利用該膜材料組裝的堿性鋅鐵液流單電池，在80mA/cm2充放電條件下，能量效率超過(guò)了88%。