近日，大連化物所儲能技術(shù)研究部李先鋒研究員和張華民研究員團隊成功開發(fā)出新一代30 kW級低成本全釩液流電池電堆。該電堆采用研究團隊自主研發(fā)的可焊接多孔離子傳導(dǎo)膜（成本<100 RMB/m2）。相對于傳統(tǒng)的電池組裝技術(shù)，膜材料實際使用面積減少30%。在新一代電堆的組裝工藝中，研究團隊打破了傳統(tǒng)的組裝方式，首次將激光焊接技術(shù)應(yīng)用于電堆組裝工藝中，大大提高了電堆的可靠性，同時也提高了電堆裝配的自動化程度，減少了密封材料的使用，電堆總成本降低了40%。新一代電堆的成功研發(fā)，將大幅度降低全釩液流電池系統(tǒng)的成本，推動全釩液流電池的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用?！ ?/p>
該研究團隊提出了不含離子交換基團的離子篩分傳導(dǎo)機理，將多孔離子傳導(dǎo)膜引入電池（Energy Environ. Sci.，4(2011)，1676）。在此基礎(chǔ)上，該研究團隊對多孔離子傳導(dǎo)膜構(gòu)效關(guān)系、傳輸機理進行了深入研究，并優(yōu)化了結(jié)構(gòu)與性能（Energy Environ. Sci.，5(2012)，6299；Energy Environ. Sci.，6(2013)，776；Energy Environ. Sci.，9(2016)，441；Energy Environ. Sci.，9(2016)，2319；Angew. Chem. Int. Ed.，55(2016)，3058；Nat. Commun.，11(2020)，13），實現(xiàn)了工程化放大和批量化生產(chǎn)。該研究團隊還通過構(gòu)建可控的無機導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)與有機增韌網(wǎng)絡(luò)，開發(fā)出高導(dǎo)電性、高機械性能雙極板關(guān)鍵技術(shù)；并以此為基礎(chǔ)，結(jié)合電堆結(jié)構(gòu)設(shè)計、優(yōu)化，開發(fā)出新一代高功率密度、低成本電堆。以上關(guān)鍵技術(shù)的成功研發(fā)也是基于該研究團隊基礎(chǔ)研究與應(yīng)用開發(fā)融合發(fā)展的結(jié)果?！ ?/p>
以上工作得到了中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項“變革性潔凈能源關(guān)鍵技術(shù)與示范”、國家自然科學(xué)基金等項目的支持。
