70千瓦級高功率密度全釩液流電池單體電堆。中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所供圖

近日，中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所研究員李先鋒團隊開發(fā)出70千瓦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70千瓦/立方米提高至130千瓦/立方米，在體積保持不變的條件下，功率由30千瓦提高至70千瓦，成本較目前的30千瓦級電堆降低40%，有望助推全釩液流電池的商業(yè)化進程。

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(shù)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(yīng)用。電堆是全釩液流電池系統(tǒng)的主要核心部件，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。

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(fù)合膜和可焊接高導(dǎo)電雙極板，設(shè)計出短流程、超薄電池結(jié)構(gòu)，并結(jié)合低流阻、高均勻分配流道結(jié)構(gòu)，研制出70千瓦級電堆。經(jīng)測試，該電堆在70千瓦額定功率充放電條件下能量效率為81.0%;在60千瓦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250千瓦儲能單元模塊升級為500千瓦儲能單元模塊，不僅功率單元體積大幅減少，還降低了系統(tǒng)配套設(shè)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。