中国科学家开发复合离子传导膜可提升锌基液流电池寿命

发布时间：2020-03-31

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中国科学院大连化学物理研究所（DICP）的研究人员，开发了一种复合离子传导膜，有助于延长锌基液流电池的循环寿命。

（图源：CAS官网）

据外媒报道，中国科学院大连化学物理研究所（DICP）的研究人员，开发了一种复合离子传导膜，有助于延长锌基液流电池的循环寿命。

作为固定储能应用，锌基液流电池（ZFB）因其成本低、安全性高和环保性，获得广泛关注。然而，由于锌枝晶/堆积问题，这种电池的循环寿命和充放电性能较差，使其发展受到限制。

离子传导膜能够提高电池的循环稳定性。在调节锌沉积形态和抑制枝晶生长方面，发挥重要作用。在前期研究中，研究团队通过调节多孔离子传导膜的负电荷性质，来调整锌沉积的方向和形态，从而提高ZFB电池的单位面积容量和循环稳定性。研究人员在此基础上，通过将具有高导热性和机械强度的氮化硼纳米片（BNNSs）引入多孔基膜中，即在基膜中加入一层氮化硼纳米片，制备出复合离子传导膜。

其中，面向负极的氮化硼纳米片一方面可使电极表面温度均匀分布，调节锌沉积形貌由尖锐的“树枝状”变为柔和的“薯条状”；另一方面，氮化硼纳米片机械强度高，可有效阻挡过度生长的尖锐锌枝晶，避免其对膜材料造成破坏。这两方面的协同作用可显著提高电池的循环寿命。在80mA/cm2的电流密度下，采用这种复合膜的碱性锌铁液流电池，可以稳定运行500个充放电循环（约800小时），且不发生明显衰减。最重要的是，即使电流密度达到200mA/cm2，电池也能实现80%以上的能效。