中國儲能網(wǎng)訊：日常生活中司空見慣的絲襪，到了科學家手里竟然成為解決電池儲能問題的“利器”。記者日前從中科院電工所獲悉，該所陳永翀團隊成功研發(fā)出一種以“絲襪”作為電池關鍵部件的鋰離子液流電池。這樣的“絲襪”電池有什么神奇之處？近日，《中國科學報》記者來到該所一探究竟。
4月23日，北京，陽光明媚。推開實驗室大門，一頭利落短發(fā)的陳永翀正指導工程師組裝電池?？吹接浾哌M來，他扶了扶眼鏡，笑容有些靦腆，“歡迎歡迎，就是實驗室環(huán)境簡陋了點，希望不要介意”。
如果不是同事介紹，記者幾乎無法把眼前這位儒雅的青年人和中科院電工所儲能技術研究組組長、固態(tài)反應與擴散中匈國際合作項目中方負責人等諸多頭銜聯(lián)系起來。
一談到自己的專業(yè)，陳永翀立刻變得神采飛揚?！颁囯x子液流電池是由我們獨立提出，并在國內(nèi)最早開發(fā)的新型儲能電池技術。它綜合了鋰離子電池和液流電池的優(yōu)點，在電網(wǎng)儲能領域具有良好的應用前景，目前已完成技術原理驗證，進入基礎技術開發(fā)的關鍵時期。”
2010年，陳永翀在從事傳統(tǒng)鋰電池研究時，感覺鋰電池作為大型兆瓦級儲能裝備有一些弊端，即正負極是固定的，“電池成組壽命和安全性存在問題，并且成本太高”。而液流電池的正負極電解液可循環(huán)流動，應用于大規(guī)模儲能時成本較低?！爱敃r我就想，能不能把鋰電池和液流電池各自的優(yōu)點綜合起來，開發(fā)一種全新的儲能電池，實現(xiàn)輸出功率和儲能容量彼此獨立。”
在多次嘗試后，陳永翀?zhí)岢鲣囯x子液流電池的概念?！笆聦嵣?，美國麻省理工學院也曾提出類似的技術概念并開展了研究，但當時沒有公開。不過，美國科學家想利用它開發(fā)電動車的動力電池，我們主要想用它做分布式電網(wǎng)的儲能裝備，雙方側重點不一樣?！?
由于陳永翀團隊是國內(nèi)唯一從事鋰離子液流電池技術研究的團隊，此前并無先例，原創(chuàng)性很強，因此在尋求經(jīng)費支持上頗費工夫?！瓣P鍵時刻，所里給我提供了一筆配套資金支持，加上北京好風光儲能技術有限公司的合作資金，我們的研究得以順利進行?！?
據(jù)記者了解，美國能源部先進研究計劃署也看好這項技術，在今年3月宣布給予美國一個研究團隊高達340萬美元的資助。
如今，歷時3年多，陳永翀團隊的研究已取得重大進展?！叭绾翁岣唠姵毓β拭芏纫越档碗姵爻杀?，是目前鋰離子液流電池技術研究的重點。經(jīng)過反復試驗，我們發(fā)明了一種基于電池集流內(nèi)阻解耦思路的創(chuàng)新設計，可降低電池極化內(nèi)阻，從而提高電池的功率密度。這種設計屬世界首創(chuàng)?！标愑懒堊院赖卣f。
不過，這種創(chuàng)新設計需要一種被稱為“多孔集流體”的關鍵部件參與電池電能的反復存儲和釋放。“理論上講，多孔集流體必須盡可能的薄，在完成電子導電的同時，還必須具備足夠多的孔隙允許鋰離子快速通過?！痹诜磸捅容^十余種多孔材料后，研究團隊在絲襪中找到了答案。
“看，這就是我們當時找來的各種材料，價格不一，最貴的要每平方米1000元，而尼龍絲襪材料每平方米只需要5元?！标愑懒堉钢囼炁_上成堆的實驗布料對記者說。
試驗臺的一側擺放著已做好的電池。絲襪材料經(jīng)特殊加工后，被組裝成不同大小的電池，最后和其他部件一起，變成臉盆大小的儲能電池模塊?！爱斎?，這個模塊的大小還可根據(jù)需要進行調(diào)整?！?
試驗臺旁邊的充放電測試設備上掛滿了不同形狀的電池，看上去猶如小賣部的貨架。連接上電壓后，科研人員在電腦上就可查看“絲襪”電池的各項數(shù)據(jù)。
“絲襪的主要成分為聚酰胺（俗稱尼龍），具有豐富的彈性多孔結構，厚度極薄但強度很高，并且耐電解液腐蝕，在浸染導電漿料后變成了理想的多孔集流體材料。采用絲襪材料制作的電池，功率密度提高了一個數(shù)量級，是原來鋰離子液流電池功率密度的10多倍?！标愑懒埥榻B說，更重要的是相對其他材料，絲襪材料非常便宜，因此電池成本得以大幅降低。
“新型儲能技術能否實現(xiàn)規(guī)模應用，成本是關鍵。目前，我們正繼續(xù)優(yōu)化這種新型電池，預計再有兩三年時間，這種‘絲襪’電池將逐步進入實用化階段。大約5年后，這種新型儲能裝備估計就可以被大規(guī)模應用在新能源領域?！标愑懒堈f，屆時低成本儲能電池技術將邁入新的發(fā)展時代。
