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导读 2015年以来,各类储能技术的研发不断取得突破。总结2015年以来储能技术的研究开发动态,锂离子电池仍然是发展最活跃的一类储能技术。
锂离子电池的研发主要分为两个方向,一个方向是基于常规的正负极材料体系,通过设计和制备新材料、研发新的合成制备工艺、控制和优化材料的形貌和结构等手段,提升材料的循环寿命、优化电池体系的电化学性能;另一个方向是从锂离子电池体系出发,探索与之相类似的铝离子电池、钠离子电池、锂硫电池、锂空气电池等新型电池体系。
中关村储能产业技术联盟对储能技术发展一直保持长期关注和跟踪,本文将选取2015年上半年具有代表性意义的储能技术研究成果进行简要介绍。
将太阳能电池与二次电池相结合,同时实现能量的转化与储存
Ohio大学科学家在锂碘液流电池的基础上整合了染料敏化太阳能电池的TiO2光电极从而开发了锂碘太阳能液流电池(Li-I SFB)的概念,可以实现对太阳能同时转化与储存。
Li-I SFB体系是一个三电极结构,金属锂是负极,Pt是对电极,染料敏化TiO2是光电极;其中Pt对电极和染料敏化TiO2光电极同时储存在正极室,与金属锂负极相对,含碘溶液作为电解液。在光支持的充电过程,I-被光电化学氧化为I3-,从而捕获并且储存了太阳能。由于有光电压的支撑,该体系的充电电压可以降低到2.9V,低于3.3.V的放电电压。充电电压的降低也意味着与传统锂离子电池相比,可以节省20%的能量。这一概念也可以推广应用于其他金属液流电池体系。
此前该课题组还曾利用相似的概念开发出新型太阳能锂空气电池。该电池将染料敏化光电极与锂空气电池的氧电极组合在一起,实现对锂空气电池的光支持充电(photo-assisted ging),大幅降低了充电过程中由于Li2O2分解困难而造成的过电势,提高循环效率、避免氧电极性能衰减。
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