30kWh锌溴液流电池系统或将应用于分布式能源及家用储能等领域

储能技术主要是指电能的储存。储存的能量可以用做应急能源，也可以用于在电网负荷低的时候储能，在电网高负荷的时候输出能量，用于削峰填谷，减轻电网波动。能量有多种形式，包括辐射，化学的，重力势能，电势能，电力，高温，潜热和动力。 能量储存涉及将难以储存的形式的能量转换成更便利或经济可存储的形式。大量储能目前主要由发电水坝组成，无论是传统的还是水泵抽水的。一些技术提供短期的能量储存，而其他技术则可以持续更长时间。

近日，大连化学物理研究所开发出面向用户侧的30kWh锌溴液流电池系统。该系统由电解液循环系统、2个独立的电堆、以及与其配套的电力控制模块组成，设计容量为30kWh。该系统可应用于分布式能源及家用储能等领域。

电解液是化学电池、电解电容等使用的介质，用于不同行业其代表的内容相差较大。有生物体内的电解液(也称电解质)，也有应用于电池行业的电解液，以及电解电容器、超级电容器等行业的电解液。

锌溴液流电池是液流电池的一种，属于能量型储能，能够大容量、长时间的充放电。锌溴液流电池是中国已经通过自主创新成功研发出第一台锌溴液流储能系统，百能实现了锌溴电池的隔膜、极板、电解液等关键材料自主生产。

锌溴液流电池作为其中之一的液流电池技术，由于在系统设计中有非常大的灵活性和极强的可扩展性，在大规模储能技术领域受到重视。同时，含锌体系的可充电电池由于锌的高能量密度以及低成本，长期以来被认为在大规模储能系统应用中具有竞争力;而锌溴液流电池则是作为这两种技术的结合，该技术在储能领域中的应用将具有很高潜力。

锌溴液流电池的基本原理：正/负极电解液同为ZnBr2水溶液，电解液通过泵循环流过正/负电极表面。充电时锌沉积在负极上，而在正极生成的溴会马上被电解液中的溴络合剂络合成油状物质，使水溶液相中的溴含量大幅度减少，同时该物质密度大于电解液，会在液体循环过程中逐渐沉积在储罐底部，大大降低了电解液中溴的挥发性，提高了系统安全性;在放电时，负极表面的锌溶解，同时络合溴被重新泵入循环回路中并被打散，转变成溴离子，电解液回到溴化锌的状态，反应是完全可逆的。

锌溴液流电池主要由三部分组成，包括液路循环及辅助系统、电解液以及电堆。其中电堆为双极性结构，每片电池通过双极板在电路上形成串联结构，而电解液通过管泵系统并联地分配到每片电池中，在提高电池的功率密度的同时，液路的并联结构为片间的一致性提供保障;液路循环及辅助系统主要由储罐、管泵、二相阀及各种传感器构成，在进行电解液循环的同时，实时的反馈电池的各项信息，如液位、温度等。

作为锌溴液流电池的核心部件——电堆则由以下几部分组成：外部的端板为电堆的紧固提供刚性支撑，通过端电极与外部设备相连，实现对电池的充放电，双极板和隔膜与具有流道设计的边框连接，在极板框和隔膜框中加入隔网，提供电池内部的支撑，一组极板框和膜框构成锌溴液流电池的单池，多组单电池的堆叠形成锌溴液流电池的电堆。

锌溴液流电池技术受到广泛的关注，在如何提高电池性能和寿命，保证其安全性及可靠性方面进行大量的研发工作，内容涵盖了数学模型分析、电极及隔膜材料研究、电解液优化、控制及运行策略开发等多个方面，并取得了显著的进展。

数学模型分析

作为液流电池体系，尤其是像锌溴液流沉积型的半液流电池，通过对传质过程、电极过程动力学、材料特性等方面的研究，建立电池的数学模型，有助于研究者对实际过程深入了解，从而更有效地为研发提供指导。

关键材料研究

锌溴液流电池的关键材料包括电极、隔膜、电解液等，通过对关键材料的研发，提高相应的技术指标，可有效地降低电池成本，改善电池的性能和寿命，因而具有极为重要的意义。

运行与控制策略开发

作为一种储能技术，必须有正确的运行及控制策略，才能保证系统在实际应用中的可靠性和使用寿命。锌溴液流电池系统的运行控制策略主要涉及热管理，液位及泵阀控制，电量监测，电池维护等。

新闻来源：中国科学院大连化学物理研究所