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发布日期:2024年12月25日
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中国科大研发出室温液态金属基新型超快充液流电池

本报讯 近日,中国科学技术大学特任教授谈鹏团队在液流电池领域取得重要突破,为电动汽车储能技术的发展提供了新思路。相关成果发表在《先进能源材料》上。

研究团队设计了一种由镓、铟以及锌组成的液态合金电极作为可流动态负极,结合碱性电解质和空气正极,实现了超高能量密度与快速充电性能。理论容量密度高达1004.4 Ahkg-1,且在10 mA cm-2的电流密度下表现出平均容量密度635.1 Ahkg-1的长时间稳定放电(123小时)。

该电池在充电过程中展现出与传统汽油加注相媲美的超快充电能力(<5分钟)。相比于现有的锂离子电池和其替代技术,室温液态金属基液流电池还具有以下显著优势:1)高安全性:采用水系电解质,显著降低热失控风险;2)高效率:在800次循环中充电电压为1.77 V,能量效率相比常规空气电极提升22%;3)优异稳定性:通过添加10%的锌和10%的铟,有效抑制电极枝晶生长和化学副反应,确保电池长时间稳定运行。

该室温液态金属基液流电池为传统混合动力汽车(HEV)提供了一种全新的替代方案,通过单一的液态金属液流电池系统取代传统的内燃机与电池系统双动力源架构。此外,研究团队针对电动汽车的实际应用需求,提出了概念性电池堆叠设计,采用共享的集中式电解质储罐,并结合机械快速充电与传统电化学充电两种模式,大幅提升了系统的灵活性和空间利用效率。

工程科学学院特任教授谈鹏为该论文的通讯作者,何义博士研究生为第一作者,深空探测国家重点实验室尚文旭博士研究生为共同通讯作者。

(工程科学学院 科研部)