中國儲能網訊：2025年12月31日，記者從西安交通大學獲悉，該校研究團隊成功攻克了堿性鋅基液流電池中鋅離子傳輸與電化學反應“失配”導致循環(huán)壽命短的關鍵難題，為開發(fā)高穩(wěn)定、長壽命的鋅基液流電池儲能技術提供了創(chuàng)新性解決方案。相關研究成果于近日在線發(fā)表于國際期刊《先進功能材料》。
堿性鋅基液流電池具有高安全、高電壓和低成本的優(yōu)勢，是新型電力系統(tǒng)長時儲能技術的研究熱點。然而，其負極側鋅離子傳輸緩慢與電化學反應過快之間的動力學“失配”，極易引發(fā)鋅枝晶生長和析氫等副反應，嚴重限制了電池的循環(huán)壽命與商業(yè)化發(fā)展。以往研究多側重于單一維度的電解液添加劑設計，難以協(xié)同解決傳輸與反應之間的矛盾。
基于L-絲氨酸添加劑構建有機分子差速鎖的電解液調控策略。（西安交大供圖）
針對這一挑戰(zhàn)，中國科學院院士、西安交通大學國家儲能技術產教融合創(chuàng)新平臺（中心）主任何雅玲，西安交通大學能源與動力工程學院李印實教授團隊創(chuàng)新性地提出了“有機分子差速鎖”概念。他們選用L-絲氨酸（Ser）作為多功能電解質添加劑，實現(xiàn)了對電解液體相和電極界面的分區(qū)精準調控。在體相電解液中，Ser重塑鋅離子溶劑化結構，提升了離子傳輸速率，同時其空間位阻效應適度減緩了反應動力學。在電極界面，Ser優(yōu)先吸附，引導鋅離子均勻沉積，抑制枝晶生長，并形成保護層以減輕副反應。
“采用該策略的堿性鋅鐵液流電池，在50毫安/平方厘米（30毫安時/平方厘米）電流密度下可穩(wěn)定運行超過230小時，循環(huán)穩(wěn)定性顯著提升?！崩钣嵄硎?，該項研究成果揭示了Ser添加劑的多重作用機制，為鋅基液流電池的性能優(yōu)化與工程應用提供了新思路和理論依據(jù)。
