液流電池作為一種新型的電化學(xué)儲能技術(shù)，是清潔能源大規(guī)模儲能的首選技術(shù)之一。近日，中科院大連化學(xué)物理所研發(fā)出新型的長壽命、可自我恢復(fù)的鋅碘液流電池，有效解決了目前儲能電池存在的循環(huán)壽命短、功率密度低以及風(fēng)能、太陽能等發(fā)電不連續(xù)、不穩(wěn)定、不可控等難題，實現(xiàn)了清潔能源高效利用。

鋅碘液流電池具有高能量密度、高安全性的優(yōu)勢，具有廣闊的應(yīng)用前景。然而，與其他鋅基電池一樣，鋅負(fù)極的“枝晶問題”始終是其商業(yè)化發(fā)展道路的瓶頸。

據(jù)介紹，鋅碘液流電池的鋅負(fù)極在不斷的充放電過程中，會產(chǎn)生不規(guī)則的鋅枝晶，這種“樹狀結(jié)構(gòu)”的枝晶會在循環(huán)過程中不斷生長，最終刺穿電池的膜，造成電池的短路，嚴(yán)重影響電池循環(huán)壽命。此外，負(fù)極側(cè)的析氫問題也影響著電解液的穩(wěn)定性，造成電池循環(huán)性能下降。而解決這一難題的辦法是利用了廉價的聚烯烴多孔膜來替代昂貴的全氟磺酸離子交換膜。

中科院大連化物所儲能技術(shù)研究部李先鋒研究員、張華民研究員領(lǐng)導(dǎo)的研究團隊發(fā)現(xiàn)，在鋅碘液流電池的聚烯烴多孔結(jié)構(gòu)中，充滿著氧化態(tài)電解液，它可以溶解充放電過程中產(chǎn)生的鋅枝晶，實現(xiàn)電池的“自我恢復(fù)”，從而解決了由于鋅枝晶導(dǎo)致的電池循環(huán)壽命差的問題。

據(jù)了解，該電池在充電過程中，負(fù)極的鋅枝晶會不斷向前生長，直至刺穿膜生長到正極一側(cè)，造成電池短路，但隨之而來的是正極氧化態(tài)電解液會與短路的鋅枝晶發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，將鋅枝晶慢慢溶解掉，最終使電池的短路現(xiàn)象消失，恢復(fù)正常性能。

為證實該體系的實用性，研究團隊成功集成出千瓦級電堆，該電堆在80mA/cm2下穩(wěn)定運行超過300個循環(huán)，能量效率穩(wěn)定在80%，表現(xiàn)出很好的可靠性。此外，該電池還具有成本低、電導(dǎo)率高、穩(wěn)定性強、工作電流密度大等特點。

相關(guān)人員表示，該鋅碘液流電池仍處于研究初期階段，待進一步提高其高電流密度下的可靠性后，即可推進實用化和產(chǎn)業(yè)化。