近日，中國科學院大連化學物理研究所儲能技術(shù)研究部研究員李先鋒、張華民領(lǐng)導(dǎo)的研究團隊在堿性鋅基液流電池離子傳導(dǎo)膜研究方面取得新進展，研究成果在線發(fā)表于《先進功能材料》（Adv.Funct.Mater.）上。

鋅基液流電池儲能技術(shù)以儲量豐富的鋅作負極活性物質(zhì)，具有成本低、安全性高、開路電壓高和環(huán)境友好等特點，在分布式儲能領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。

目前，鋅基液流電池的關(guān)鍵問題為鋅負極的枝晶、累積和脫落，從而導(dǎo)致電池循環(huán)穩(wěn)定性差。膜在調(diào)控鋅沉積形貌和抑制枝晶生長從而提高電池運行可靠性方面發(fā)揮了重要作用。前期，研究團隊通過調(diào)節(jié)多孔離子傳導(dǎo)膜的負電荷性質(zhì)可實現(xiàn)對鋅沉積方向和形貌的調(diào)控，從而大幅度提高鋅基液流電池的面容量和電池的循環(huán)穩(wěn)定性（Nat.Commun.,2018）。

該工作在前期研究工作基礎(chǔ)上，選用商業(yè)化聚乙烯多孔膜（<20美元/平方米）為基膜，原位將功能化空心球引入到基膜中制備出混合基質(zhì)多孔膜，其中空心球極大地縮短離子傳輸路徑，顯著提高電池的功率密度。此外，選用的空心球在堿中具有優(yōu)良的穩(wěn)定性。所制得的膜具有優(yōu)良的機械性能可有效抑制鋅枝晶的生長，進而大幅度提高鋅基液流電池的循環(huán)穩(wěn)定性，利用該膜材料組裝的堿性鋅鐵液流單電池，在80mA/cm2充放電條件下，能量效率超過了88%。該工作為高功率密度鋅基液流電池的開發(fā)提供了很好的指導(dǎo)作用。

以上工作得到國家自然科學基金、中科院前沿重點項目、中科院國際合作項目（CAS-DOE）、大連化物所自主部署基金的支持。