锂离子液流电池

1、锂离子液流电池第1页，共19页，2022年，5月20日，23点37分，星期三锂离子电池液流电池锂离子液流电池第2页，共19页，2022年，5月20日，23点37分，星期三锂离子液流电池 是综合了锂离子电池和液流电池的优点，是一种输出功率和储能容量彼此独立、能量密度大、成本较低的新型绿色可充电池。第3页，共19页，2022年，5月20日，23点37分，星期三正极充放电时反应： 负极充放电时反应：锂离子电池第4页，共19页，2022年，5月20日，23点37分，星期三液流电池第5页，共19页，2022年，5月20日，23点37分，星期三双液流电池电堆装置示意图第6页，共19页，2022年，5月20

2、日，23点37分，星期三钒液流电池工作原理正极： 负极： 电池总反应： 第7页，共19页，2022年，5月20日，23点37分，星期三钒液流电池工作负载第8页，共19页，2022年，5月20日，23点37分，星期三国外的相关研究报道麻省理工-半固态锂可充液流电池斯坦福大学-无隔膜锂硫液流电池美国阿贡国家实验室- 有机锂离子液流电池第9页，共19页，2022年，5月20日，23点37分，星期三中国的锂离子液流电池中国科学院电工研究所于 2010 年底开始锂离子液流电池技术的研究电极悬浮液的导电性、悬浮性和比容量是锂离子液流电池重要的性能指标第10页，共19页，2022年，5月20日，23点37分

3、，星期三电极悬浮液的导电性电极悬浮液的电导率直接影响电池的充放电性能，较小的电导率会使电池极化增大当电池有电流通过，使电极偏离了平衡电极电位的现象，称为电极极化第11页，共19页，2022年，5月20日，23点37分，星期三电极悬浮液的悬浮性电极活性颗粒和导电剂颗粒在电解液中受重力、浮力和粘滞阻力的作用发生运动，其运动表示为为了形成稳定的悬浮液，必须使微粒保持静态第12页，共19页，2022年，5月20日，23点37分，星期三电极悬浮液比容量电极悬浮液的比容量决定了锂离子液流电池的能量密度，是锂离子液流电池电极悬浮液的重要性能指标电极悬浮液的综合能量密度表示为第13页，共19页，2022年，5

4、月20日，23点37分，星期三国内相关研究：目前有以 正极悬浮液和石墨负极悬浮液构成的锂离子液流电池体系电池的工作电压平台约为 3.2 V，若 正极悬浮液质量比容量为 76 Ah/kg，石墨负极悬浮液质量比容量为 100 Ah/kg（目前能达到的最高值），则在正负极容量匹配工作的情况下，电极悬浮液的综合能量密度约为 138 Wh/kg，第14页，共19页，2022年，5月20日，23点37分，星期三国内相关研究优点：循环性能优异 成本低廉缺点：本征电子导电性差，须额外添加导电剂，因此会影响电极悬浮液质量比容量的提升第15页，共19页，2022年，5月20日，23点37分，星期三国内相关研究负极悬浮液：石墨优点：具有成本低、导电性好、充放电电 压曲线稳定、插锂电位低的特点缺点：首次不可逆容量较大，倍率性能也 较差第16页，共19页，2022年，5月20日，23点37分，星期三国内相关研究 对负极颗粒表面沉积铜、银、镍、锌或其氧化物等，能够有效改善电极粒子间的接触状况，提高电极颗粒的电导率，同时降低 SEI 膜的影响，改善倍率性能第17页，共19页，2022年，5月20日，23点37分，星期三未来展望方向和目标 大规模、高效率 低成本、长寿命道路和手段关键材料的规模化生产技术开发实现关键材料的国产