6月20日,由中国化学与物理电源行业协会主办的第十一届“中国国际电池技术交流会”在深圳会展中心开幕。本次交流会以“动力电池和储能电池”为主题,重点关注了电池应用领域。全球50多位电池业界顶级专家亮相交流会并发表了主题演讲,来自50多个国家和地区的800多名行业专家、学者和企业家与会。图为来自防化研究院的程杰先生在CIBF2014中国国际电池技术交流会上发表主题演讲。
程杰:
可再生能源的发展对国家来说非常重要,因为现在雾霾问题非常严重,还有地球变暖的问题。储能是非常关键的技术,有很多体系在做研发。液流电池因为可携带,经过多年的研发已经形成规模,现在用铁镉做的比较少,因为材料很贵。
混合性的液流电池,可以形成单液体系,因为正负极的电压完全一样,它也是非常环保、寿命非常长的电池。在我们做的基础实验中,这个电池充放电的平均放电压在160左右。通过液体的流动,在流动电解质的情况下形成的形状,主要有海绵状和颗粒形状两种。我们也做了添加剂和电池放大的研究,从实验室电池充放电循环的情况看,电池做10000次循环基本衰减不大。
近期我们做了集电极方面的研究,使用铜镀银、镀铬方面的材料,但是这些材料有腐蚀性。锌在流动的流速下看不是很明显,在大电流60毫安每立方厘米的情况下它会显著增加。我们对这方面的原理做了研究,用氢氧化钾来清洗是洗不掉的。对于电池的稳定性来说有一些困扰,在电流密度和溶液流速比较合适的情况下,这个电池可以非常稳定地循环,效率不会下降,形成效率下降的主要原因是,锌在反复充电之中有伸展降。在高流速的情况下,高电量密度比较容易达到循环稳定,在低流速的情况下电流密度还是有一些范围。
电池的温度特性非常有意思,从测试的情况来看,电池在负20度、负30度到正的40度之间能量基本不变,或者变的很少。在3.6安时的情况下用0.54的充放电,我们发现在54的时候它的充放电效率是84,随着温度降低,它的充放电效率也会降低。如果把限压提高一些,充电容量升高,同时能量效率也没有变差。用200安时来测电池性能也是这种效果。实验表明,这种电池的倍率性还可以,主要是因为溶液的电阻较大。
下面给大家介绍一下锌镍单液流电池方面的研究,电池本身需要处理内部气体,来进行氢氧复合。中科院希望能提高电池的工作密度,通过研究,我们知道电池的极化溶液有一部分,但是电极上也有一部分。对电极的两侧进行额外的溶液流动,就是降低电极表面的溶液极化,把可用的电流密度提高。当电池达到80毫安时的情况下,电池密度可以达到75%。另外实验室还做了温度影响方面的研究,在40度的情况下充电电压明显降低,放电电压明显升高,同时容量也有增加。目前的工作主要是希望在更高的电流密度下,在80毫安每平方厘米的情况下40度的时候能够做到75%以上。
这个工作得到国家863的支持,感谢国家的支持,也感谢我的课题组。
谢谢大家。
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