中國這種電池在短路之后竟然能“自我修復”
2021-09-23 07:36:25
電池最害怕的就是短路,短路使電池電流過大,即使不高溫爆炸起火,也會損壞電池結構,輕則使用壽命縮短,重則直接報廢。但最近出現了一種不怕電池短路的技術,這種電池技術能讓電池短路之后能自我修復,再也不怕短路了。
一、不怕短路的電池技術
最近,中國科學院大連化學研究所開發了一種新的鋅碘流電池技術。這種“起死回生”的神奇電池有望作為大規模儲能技術,解決風能、太陽能等不連續、不穩定發電的問題,實現清潔能源的高效利用。作為一種新型的鋅碘液流電池,中國科學院大連化學研究所最近開發了一種新的鋅碘液流電池技術。這種“死而復生”的神奇電池有望作為大規模儲能技術,解決目前風能和太陽能發電不可持續、不穩定的問題,實現清潔能源的高效利用。鋅碘流量電池是一種新型的電化學儲能技術,它采用比容量大、活性高的鋅離子作為負極活性物質,具有能量密度高、安全性高等優點。另外,鋅碘液流正極活性對選用了高比容量、高工作電壓的碘對,進一步提高了電池的整體能量密度,具有廣闊的應用前景。然而,與其他鋅基電池一樣,鋅陽極的“樹枝晶問題”是其商業開發的一大難題。鋅負極在連續充放電過程之中,會出現不規則的鋅枝晶。這種“樹狀結構”的枝晶在循環過程之中會繼續生長,最終刺穿電池的薄膜,導致電池短路,嚴重影響電池的循環壽命。


二、為何電池不怕短路能自我恢復
如何抑制鋅枝晶?研究人員提出了一種方法:通過優化膜結構和電解質,使鋅枝晶不能通過膜;或者,通過薄膜的部分鋅枝晶可以自動消除。這一新思路看似相反,但實際上是順應潮流的,它為提高鋅基電池負極的穩定性提供了一條新的途徑。在這一理念的指導之下,中國科學院大連化學研究所儲能技術研究部的科學家開發了上述長壽命自愈式鋅碘流電池技術,采用廉價的聚烯烴多孔膜和高穩定性電解液,實現了電池的長期循環和短路之后的自我恢復。這種新電池有許多優點。最奇妙的是,它有很強的耐用性,可以“復活”自己。在充電過程之中,聚烯烴多孔膜的孔徑被氧化的正極電解液填充。當鋅枝晶在膜孔之內生長時,氧化電解液可以溶解鋅枝晶,從而防止鋅枝晶引起電池短路,實現電池的長壽命。據報道,研究小組進一步擴大了單電池,并組裝了千瓦級電池組。該電堆仍能穩定運行,能效保持在80%左右,并具有短路恢復特性,有力地證明了系統的可靠性和實用性。這一又不怕短路,短路之后也能自我恢復的電池技術無疑有非常大的應用前景。等它應用以后,大家就能享受技術帶來的好處了。
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