风能、太阳能等可再生能源固有的随机性、间歇性、波动性、直接并网难等特性，一定程度上限制了可再生能源的发展、利用。全钒液流电池是一种高性价比、高能效、长寿命的规模储能技术，其可将不稳定的可再生能源储存，并实现平稳输出利用。全钒液流电池储能系统由电堆、电解质溶液、管路系统、电池管理系统、能量变换系统等组成。其中电堆起到了至关重要的作用，提高电堆功率密度、降低电堆成本将进一步加速全钒液流电池技术的产业化进程。
近日，中国科学院大连化学物理研究所（以下简称大连化物所）研究员李先锋和张华民领导的科研团队成功开发出新一代低成本、高功率全钒液流电池电堆。经测试，该电堆在30kW恒功率运行时，其能量效率超过81%，100个循环容量无衰减。
“我们通过应用自主研发的可焊接多孔离子传导膜，实现了对电池电堆组装工艺的改进。”李先锋介绍。“新一代全钒液流电池电堆不但保持了传统电堆的高功率密度，相比传统电堆，其总成本也下降了40%”。
传统全钒液流电池电堆使用的隔膜主要是商业化的全氟磺酸膜，其成本较高且离子选择性相对较差。新一代电堆采用的可焊接多孔离子传导膜可以提升离子选择性，提高电解液的容量保持率，此外，多孔离子传导膜的成本远低于全氟磺酸膜，从而可大幅度降低电堆成本。在电堆组装工艺中，新一代全钒液流电池电堆打破了传统的组装方式，首次将激光焊接技术应用于电堆集成，不仅提高了电堆的可靠性，同时提高了电堆装配的自动化程度，减少密封材料的使用，也降低了电堆的成本。
大连化物所多年来一直坚持“产、学、研、用”创新开发模式，结合国家对储能技术的重大需求，在液流电池高性能、低成本关键材料、电堆技术及批量化生产、大规模储能系统设计集成等方面取得了一系列技术突破，并与大连融科储能技术发展有限公司合作在国内外成功实施了30余套千瓦至兆瓦级应用示范项目，包括国内目前最大国电龙源5MW/10MWh全钒液流风电场储能系统。此外，大连200MW/800MWh全钒液流电池储能系统正在建设中。
新一代全钒液流电池电堆的成功研发，将大幅度降低全钒液流电池系统的成本，推动全钒液流电池的产业化应用。以上工作得到了中国科学院“变革性洁净能源关键技术与示范”战略性先导科技专项、国家自然科学基金等项目的支持。
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