“絲襪”竟成解決電池儲(chǔ)能的“利器”？

2014-04-30 中國(guó)科學(xué)報(bào) 132

核心提示：日常生活中司空見(jiàn)慣的絲襪，到了科學(xué)家手里竟然成為解決電池儲(chǔ)能問(wèn)題的利器。記者日前從中科院電工所獲悉，該所陳永翀團(tuán)隊(duì)成功研

日常生活中司空見(jiàn)慣的絲襪，到了科學(xué)家手里竟然成為解決電池儲(chǔ)能問(wèn)題的“利器”。記者日前從中科院電工所獲悉，該所陳永翀團(tuán)隊(duì)成功研發(fā)出一種以“絲襪”作為電池關(guān)鍵部件的鋰離子液流電池。這樣的“絲襪”電池有什么神奇之處?近日，記者來(lái)到該所一探究竟。

4月23日，北京，陽(yáng)光明媚。推開(kāi)實(shí)驗(yàn)室大門(mén)，一頭利落短發(fā)的陳永翀正指導(dǎo)工程師組裝電池。看到記者進(jìn)來(lái)，他扶了扶眼鏡，笑容有些?腆，“歡迎歡迎，就是實(shí)驗(yàn)室環(huán)境簡(jiǎn)陋了點(diǎn)，希望不要介意”。

如果不是同事介紹，記者幾乎無(wú)法把眼前這位儒雅的青年人和中科院電工所儲(chǔ)能技術(shù)研究組組長(zhǎng)、固態(tài)反應(yīng)與擴(kuò)散中匈?lài)?guó)際合作項(xiàng)目中方負(fù)責(zé)人等諸多頭銜聯(lián)系起來(lái)。

一談到自己的專(zhuān)業(yè)，陳永翀立刻變得神采飛揚(yáng)。“鋰離子液流電池是由我們獨(dú)立提出，并在國(guó)內(nèi)最早開(kāi)發(fā)的新型儲(chǔ)能電池技術(shù)。它綜合了鋰離子電池和液流電池的優(yōu)點(diǎn)，在電網(wǎng)儲(chǔ)能領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景，目前已完成技術(shù)原理驗(yàn)證，進(jìn)入基礎(chǔ)技術(shù)開(kāi)發(fā)的關(guān)鍵時(shí)期。”

2010年，陳永翀?jiān)趶氖聜鹘y(tǒng)鋰電池研究時(shí)，感覺(jué)鋰電池作為大型兆瓦級(jí)儲(chǔ)能裝備有一些弊端，即正負(fù)極是固定的，“電池成組壽命和安全性存在問(wèn)題，并且成本太高”。而液流電池的正負(fù)極電解液可循環(huán)流動(dòng)，應(yīng)用于大規(guī)模儲(chǔ)能時(shí)成本較低。“當(dāng)時(shí)我就想，能不能把鋰電池和液流電池各自的優(yōu)點(diǎn)綜合起來(lái)，開(kāi)發(fā)一種全新的儲(chǔ)能電池，實(shí)現(xiàn)輸出功率和儲(chǔ)能容量彼此獨(dú)立。”

在多次嘗試后，陳永翀?zhí)岢鲣囯x子液流電池的概念。“事實(shí)上，美國(guó)麻省理工學(xué)院也曾提出類(lèi)似的技術(shù)概念并開(kāi)展了研究，但當(dāng)時(shí)沒(méi)有公開(kāi)。不過(guò)，美國(guó)科學(xué)家想利用它開(kāi)發(fā)電動(dòng)車(chē)的動(dòng)力電池，我們主要想用它做分布式電網(wǎng)的儲(chǔ)能裝備，雙方側(cè)重點(diǎn)不一樣。”

由于陳永翀團(tuán)隊(duì)是國(guó)內(nèi)唯一從事鋰離子液流電池技術(shù)研究的團(tuán)隊(duì)，此前并無(wú)先例，原創(chuàng)性很強(qiáng)，因此在尋求經(jīng)費(fèi)支持上頗費(fèi)工夫。“關(guān)鍵時(shí)刻，所里給我提供了一筆配套資金支持，加上北京好風(fēng)光儲(chǔ)能技術(shù)有限公司的合作資金，我們的研究得以順利進(jìn)行。”

據(jù)記者了解，美國(guó)能源部先進(jìn)研究計(jì)劃署也看好這項(xiàng)技術(shù)，在今年3月宣布給予美國(guó)一個(gè)研究團(tuán)隊(duì)高達(dá)340萬(wàn)美元的資助。

如今，歷時(shí)3年多，陳永翀團(tuán)隊(duì)的研究已取得重大進(jìn)展。“如何提高電池功率密度以降低電池成本，是目前鋰離子液流電池技術(shù)研究的重點(diǎn)。經(jīng)過(guò)反復(fù)試驗(yàn)，我們發(fā)明了一種基于電池集流內(nèi)阻解耦思路的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，可降低電池極化內(nèi)阻，從而提高電池的功率密度。這種設(shè)計(jì)屬世界首創(chuàng)。”陳永翀自豪地說(shuō)。