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锌溴液流电池具有能量密度高、成本低等优势，在用户侧储能领域具有良好的应用前景。但锌溴液流电池目前仍然存在锌负极沉积面容量低、锌枝晶等关键科学与技术问题需要进一步解决。近日，由中国科学院大连化学物理研究所研究员李先锋和研究员袁治章团队开发，面向用户侧的100kWh锌溴液流电池系统在榆林中科洁净能源创新研究院并网运行。
大连化物所供图
前期工作中，团队通过对电池关键材料包括电极材料、电解液、高性能离子传导膜等设计开发，初步解决了锌溴液流电池运行工作电流密度偏低、锌枝晶、面容量偏低等问题。
近年来，团队又通过电堆结构设计，调控电堆内部流场分布，优化电堆运行策略，将锌溴液流电池电堆面容量提高近一倍至140mAh/cm2，大幅度提高了电池能量密度。在前期单堆能量30kWh级电堆稳定运行的基础上，集成出100kWh锌溴液流电池系统。
该系统由电解液循环系统、4个单堆容量为30kWh级的电堆以及与其配套的电力控制模块组成，设计放电总能量为100kWh。该系统在额定30kW功率下放电时，放电能量为110.3kWh，直流侧能量转化效率为83.0%。
锌溴液流电池系统的成功开发，将进一步推动用户侧新型液流电池的发展，对于推动液流电池可持续发展具有重要意义。