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探访中科院电工所:“丝袜”电池诞生记

2014-04-30 08:48
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  如今,历时3年多,陈永翀团队的研究已取得重大进展。“如何提高电池功率密度以降低电池成本,是目前锂离子液流电池技术研究的重点。经过反复试验,我们发明了一种基于电池集流内阻解耦思路的创新设计,可降低电池极化内阻,从而提高电池的功率密度。这种设计属世界首创。”陈永翀自豪地说。

  不过,这种创新设计需要一种被称为“多孔集流体”的关键部件参与电池电能的反复存储和释放。“理论上讲,多孔集流体必须尽可能的薄,在完成电子导电的同时,还必须具备足够多的孔隙允许锂离子快速通过。”在反复比较十余种多孔材料后,研究团队在丝袜中找到了答案。

  “看,这就是我们当时找来的各种材料,价格不一,最贵的要每平方米1000元,而尼龙丝袜材料每平方米只需要5元。”陈永翀指着试验台上成堆的实验布料对记者说。

  试验台的一侧摆放着已做好的电池。丝袜材料经特殊加工后,被组装成不同大小的电池,最后和其他部件一起,变成脸盆大小的储能电池模块。“当然,这个模块的大小还可根据需要进行调整。”

  试验台旁边的充放电测试设备上挂满了不同形状的电池,看上去犹如小卖部的货架。连接上电压后,科研人员在电脑上就可查看“丝袜”电池的各项数据。

  “丝袜的主要成分为聚酰胺(俗称尼龙),具有丰富的弹性多孔结构,厚度极薄但强度很高,并且耐电解液腐蚀,在浸染导电浆料后变成了理想的多孔集流体材料。采用丝袜材料制作的电池,功率密度提高了一个数量级,是原来锂离子液流电池功率密度的10多倍。”陈永翀介绍说,更重要的是相对其他材料,丝袜材料非常便宜,因此电池成本得以大幅降低。

  “新型储能技术能否实现规模应用,成本是关键。目前,我们正继续优化这种新型电池,预计再有两三年时间,这种‘丝袜’电池将逐步进入实用化阶段。大约5年后,这种新型储能装备估计就可以被大规模应用在新能源领域。”陈永翀说,届时低成本储能电池技术将迈入新的发展时代。

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