中國粉體網(wǎng)訊 儲能技術(shù)研究部隸屬于中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所，同時隸屬于我國能源領(lǐng)域籌建的第一個國家實(shí)驗(yàn)室-潔凈能源國家實(shí)驗(yàn)室（DNL）。研究部共設(shè)有創(chuàng)新型電池核心技術(shù)、全釩液流電池技術(shù)、儲能系統(tǒng)設(shè)計(jì)與示范、儲能電池設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化、鋅基液流電池技術(shù)、電池新體系6個研究組。
針對可再生能源發(fā)電及智能電網(wǎng)建設(shè)對大規(guī)模儲能技術(shù)及電動車發(fā)展對高比能量動力電池的重大需求，重點(diǎn)研究儲能電池用關(guān)鍵材料、核心部件及電池系統(tǒng)設(shè)計(jì)、優(yōu)化、集成技術(shù)，開展應(yīng)用示范，力爭建成為在國內(nèi)外有重要影響力的儲能技術(shù)研發(fā)平臺。
團(tuán)隊(duì)現(xiàn)有人員100余人，研究員10人，副研究員13人，院百人計(jì)劃3人，萬人計(jì)劃2人，院青促會4人，享受國務(wù)院政府特殊津貼2人。擁有中國科學(xué)院電化學(xué)儲能技術(shù)工程實(shí)驗(yàn)室、國家能源液流儲能電池技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、國家地方聯(lián)合工程研究中心、遼寧省發(fā)改委新型固定式電化學(xué)儲能技術(shù)工程研究中心等多個研發(fā)平臺。
研究部完成了從實(shí)驗(yàn)室基礎(chǔ)研究到產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的發(fā)展過程，基于團(tuán)隊(duì)技術(shù)支撐完成實(shí)施了包括全球規(guī)模最大的100MW/400MWh國家級液流電池儲能調(diào)峰電站在內(nèi)的20余項(xiàng)商業(yè)化示范項(xiàng)目。建成了300MW/年全釩液流電池儲能產(chǎn)業(yè)化裝備基地，形成了完整的自主知識產(chǎn)權(quán)體系，新一代液流電池技術(shù)完成在國內(nèi)、外專利技術(shù)許可，并首次實(shí)現(xiàn)向歐洲發(fā)達(dá)國家技術(shù)許可和輸出。
團(tuán)隊(duì)領(lǐng)軍國內(nèi)外液流電池標(biāo)準(zhǔn)的制定，引領(lǐng)全球液流電池技術(shù)的發(fā)展。作為國家能源局液流電池技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)委員會主任委員單位、國際電器工業(yè)協(xié)會液流電池技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)合工作組（IEC/TC21 JWG7）的主要成員單位，牽頭起草并制定了包括首項(xiàng)液流電池國際標(biāo)準(zhǔn)在內(nèi)國際、國家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)20余項(xiàng)。
研究成果榮獲“國家技術(shù)發(fā)明二等獎”、“中國石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會專利金獎、“中國石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會技術(shù)發(fā)明一等獎”、“遼寧省技術(shù)發(fā)明一等獎”、“中國科學(xué)院科技促進(jìn)發(fā)展獎”、“中國科學(xué)院杰出科技成就獎”等科技獎勵，成果入選“全國專利產(chǎn)業(yè)十大典型案例”和“中國科學(xué)院十二五重大標(biāo)志性進(jìn)展”。
近期研究部部分研究成果分享
2025年6月，李先鋒研究員團(tuán)隊(duì)與中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)張宏俊研究員等合作，開發(fā)出新型界面交聯(lián)策略，制備出3μm厚高穩(wěn)定性超薄聚合物膜，其分離層具1.8–5.4Å“準(zhǔn)有序”孔徑結(jié)構(gòu)，突破傳統(tǒng)聚合物膜選擇性與滲透性制約，用于全釩液流電池時在300mA/cm2 電流密度下能量效率超80%，還適用于堿性鋅鐵、水系有機(jī)液流電池，該成果以“Ultrathin membranes prepared through interfacial polymer cross-linking for selective and fast ion transport”為題發(fā)表于《自然-化學(xué)工程》，劉曉楠、石夢奇、廖晨伊為共同第一作者，研究獲國家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目支持。
2025年5月，儲能技術(shù)研究部李先鋒研究員團(tuán)隊(duì)與中國科學(xué)院化學(xué)研究所張燕燕副研究員合作，在全釩液流電池正極電解液穩(wěn)定性研究中取得進(jìn)展，通過系統(tǒng)研究五價釩離子溶劑化結(jié)構(gòu)隨溫度的轉(zhuǎn)化過程，闡明正極電解液沉淀析出機(jī)理，提出高穩(wěn)定性釩電解液設(shè)計(jì)策略，結(jié)合 AIMD 模擬與原位 liquid ToF-SIMS 表征，發(fā)現(xiàn)水合 V (V) 離子在高溫高濃度下經(jīng)脫水、去質(zhì)子和質(zhì)子轉(zhuǎn)移形成沉淀前驅(qū)體VO (OH) 3，而硫酸根配位的 V (V) 離子可抑制該過程，據(jù)此開發(fā)的2 MV混合酸釩電解液在 50°C 下單電池穩(wěn)定運(yùn)行超3000次，成果以 “Harnessing Solvation Chemistry of Pentavalent Vanadium for Wide-temperature Range Vanadium Flow Batteries” 為題發(fā)表于《德國應(yīng)用化學(xué)》，穆晨凱為第一作者，研究獲國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃等項(xiàng)目支持。
2025年4月，在第十三屆儲能國際峰會上，由中關(guān)村儲能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟液流電池儲能技術(shù)專委會聯(lián)合大連化物所低碳戰(zhàn)略研究中心共同編制的《2024 年液流電池儲能產(chǎn)業(yè)研究白皮書》正式發(fā)布，楊裕生院士、李先鋒研究員、梁振興教授等眾多專家出席，岳芬主持發(fā)布儀式。岳芬稱，液流電池憑長時儲能、安全可靠等優(yōu)勢，作為“雙碳”關(guān)鍵技術(shù)支撐備受關(guān)注，此次聯(lián)盟與大連化物所歷時半年完成涵蓋中國液流電池全產(chǎn)業(yè)鏈的深度報告，匯總了2024年技術(shù)創(chuàng)新概況與產(chǎn)業(yè)化發(fā)展路徑。該白皮書全面梳理2024年中國液流電池儲能技術(shù)及產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展態(tài)勢，分析應(yīng)用領(lǐng)域、特點(diǎn)與挑戰(zhàn)，基于長時儲能市場前景提出 2030年發(fā)展愿景，其發(fā)布有望推動液流電池儲能技術(shù)高質(zhì)量發(fā)展，促進(jìn)產(chǎn)學(xué)研聯(lián)動，加速技術(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。
2025年2月，儲能技術(shù)研究部李先鋒與張長昆研究員團(tuán)隊(duì)在水系有機(jī)液流電池研究中，設(shè)計(jì)開發(fā)出具高電子濃度和穩(wěn)定中間半醌自由基的不對稱芘類多電子轉(zhuǎn)移活性分子材料，通過引入單個磺酸基團(tuán)提升電解液溶解性，利用共軛結(jié)構(gòu)離域及π-π堆積穩(wěn)定自由基，使電池能量密度達(dá)59.6Wh/Lcatholyte，且對稱電池及全電池在 60℃高溫下數(shù)千次循環(huán)無明顯容量衰減，該研究為開發(fā)高能量密度和穩(wěn)定性的 AOFBs活性分子提供新思路，成果以“Four-electron Transferred Pyrene-4,5,9,10-tetraone Derivatives Enabled High-energy-density Aqueous Organic Flow Batteries”為題發(fā)表于《美國化學(xué)會志》，葛廣谞為第一作者，研究獲國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃等項(xiàng)目支持。
2025年1月，儲能技術(shù)研究部李先鋒研究員團(tuán)隊(duì)研發(fā)的具有自主知識產(chǎn)權(quán)的 “50kWh級鋅溴液流電池電堆”項(xiàng)目，通過了中國石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會組織的科技成果評價。鋅溴液流電池具有能量密度高、成本低的優(yōu)勢，在用戶側(cè)儲能領(lǐng)域具有很好的應(yīng)用前景。團(tuán)隊(duì)通過調(diào)控膜與電極界面電化學(xué)反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)鋅的均勻沉積，提高了鋅的沉積面容量；開發(fā)了基于“固溴、催化”協(xié)同效應(yīng)的多孔碳基復(fù)合電極，提高了鋅溴液流電池的功率密度和能量效率；基于以上成果并結(jié)合電堆的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，開發(fā)出50kWh級鋅溴液流電池電堆，面容量達(dá)到160mAh/cm2，大幅度降低鋅溴液流電池電堆成本，在用戶側(cè)儲能領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。
2025年1月，由儲能技術(shù)研究部李先鋒研究員團(tuán)隊(duì)研發(fā)的具有自主知識產(chǎn)權(quán)的“高功率密度全釩液流電池電堆”項(xiàng)目，通過了中國石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會組織的科技成果評價。李先鋒團(tuán)隊(duì)基于在可焊接復(fù)合多孔離子傳導(dǎo)膜、高導(dǎo)電性雙極板等關(guān)鍵材料技術(shù)的突破，結(jié)合短流程、超薄電極等創(chuàng)新結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，開發(fā)出新一代70kW級高功率密度電堆，體積功率密度提高了一倍，成本降低40%。該技術(shù)大幅提升了全釩液流電池儲能系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性和可靠性，有望為促進(jìn)全釩液流電池的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展、實(shí)現(xiàn)我國”雙碳”目標(biāo)提供關(guān)鍵技術(shù)支撐。
參考來源：中科院大連化物所儲能技術(shù)研究部
(中國粉體網(wǎng)編輯整理/九思)
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