近日，中國科學院大連化學物理研究所研究員李先鋒團隊開發(fā)出70kW級高功率密度全釩液流電池單體電堆。該單體電堆體積功率密度由目前的70kW/m3提高至130kW/m3，在體積保持不變的條件下，功率由30kW提高至70kW，成本較目前的30kW級電堆降低40%，有望助推全釩液流電池的商業(yè)化進程。
70kW級高功率密度全釩液流電池單體電堆。大連化物所供圖
全釩液流電池因其安全性高、壽命長、效率高、環(huán)境友好等特點，是大規(guī)模儲能的首選技術之一。目前由于全釩液流電池初始投入較高，限制了其進一步普及應用。電堆是全釩液流電池系統(tǒng)主要核心部件，其功率密度決定了電堆成本。功率密度越高，相同輸出功率條件下，電堆體積越小，成本越低。
該工作中，李先鋒團隊采用自主開發(fā)的新一代高選擇性可焊接多孔復合膜和可焊接高導電雙極板，利用其可焊接特性，開發(fā)出短流程、超薄電池結構，并結合低流阻、高均勻分配流道的結構設計，研制出70kW級電堆。經(jīng)測試，該電堆在70kW額定功率充放電條件下的能量效率為81.0%；在60kW恒功率充放電條件下能量效率為82.1%。此外，該電堆連續(xù)穩(wěn)定運行1200多個循環(huán)后，能量效率衰減率僅為1.7%。使用該電堆，可將一個20尺的250kW儲能單元模塊升級為500kW儲能單元模塊，不僅功率單元體積大幅減小，更降低了系統(tǒng)配套設施的成本。
該電堆的開發(fā)提升了儲能系統(tǒng)功率單元的集成度，有望大幅提升儲能系統(tǒng)的經(jīng)濟性和可靠性。
團隊此前突破了新一代液流電池儲能技術的工程放大和規(guī)?；a(chǎn)技術，推動了液流電池技術大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化，并積極開展產(chǎn)業(yè)化推廣，相繼在國內(nèi)外技術許可開封時代新能源、新興鑄管、比利時EcoSourcen等國內(nèi)外多家企業(yè)，推動了液流電池產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，為我國新型電力系統(tǒng)的建設提供了重要的關鍵技術支撐。
