电池短路后也能“自恢复”

最近，中国科学院大连化学研究所开发了一种新的锌碘液流电池技术。可以“复活”的神奇电池有望作为一种大规模的储能技术，解决目前风能、太阳能等不连续、不稳定发电的问题，实现清洁能源的高效利用。锌碘液流电池作为一种新型的电化学储能技术，利用高比容量、高活性的锌离子作为负极活性物质，具有高能量密度和高安全性的优点。此外，高比容量和高工作电压的碘对也被选为锌碘液流的正极活性对，进一步提高了电池整体的能量密度，显示出广阔的应用前景。然而，像其他锌基电池一样，锌阴极的“枝晶问题”是其商业发展的一个主要困难。锌阴极在连续充放电过程中，会产生不规则的锌枝晶。这种“树枝状结构”的枝晶会在循环过程中不断生长，最终穿透电池的隔膜，造成电池短路，严重影响电池的循环寿命。如何抑制锌枝晶？研究人员提出了一个解决方案:通过优化膜结构和电解质，产生的锌枝晶不能通过膜；或者部分穿过薄膜的锌枝晶被自动消除。这种新的思维方式似乎适得其反，但实际上它就像潮流一样，为提高锌基电池负极的稳定性提供了一种新的途径。在这一思想的指导下，中国科学院大连化学研究所储能技术研究部的科学家开发了上述长寿命自恢复锌碘液流电池技术，该技术利用廉价的聚烯烃多孔膜和高稳定性电解液实现电池的长周期和短路后的自恢复。这种新电池有许多优点，其中最棒的是它坚固的耐用性和“自我恢复”的能力。在充电过程中，聚烯烃多孔膜的孔径填充有氧化态的正极电解质。当锌枝晶在膜孔内生长时，处于氧化态的电解液可以溶解锌枝晶，从而防止锌枝晶造成电池短路，实现电池的长寿命循环。据介绍，该研究小组进一步扩大了单电池，并组装了千瓦级的电力堆栈。该发电机组仍能稳定运行，能效保持在80%左右，且仍具有短路恢复特性，有力地证明了该系统的可靠性和实用性。