電子發(fā)燒友網(wǎng)綜合報(bào)道
長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能已成為新型儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展重點(diǎn)，全釩液流電池憑借本征安全、超長(zhǎng)循環(huán)壽命優(yōu)勢(shì)，成為長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能領(lǐng)域主流技術(shù)路線。國(guó)家多部門明確構(gòu)建低成本長(zhǎng)時(shí)釩基液流電池裝備體系，多地將其納入長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能示范重點(diǎn)，推動(dòng)液流電池產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。端單電池電壓異常問題長(zhǎng)期制約液流電池電堆壽命與能效，近期川承儲(chǔ)能通過技術(shù)攻關(guān)，實(shí)現(xiàn)全堆壓差控制在5mV以內(nèi)，為液流電池規(guī)?；瘧?yīng)用提供關(guān)鍵技術(shù)支撐。

液流電池電堆由數(shù)十至上百節(jié)單電池串聯(lián)組成，端部單電池靠近集流體，其充放電電壓與內(nèi)部單電池存在顯著差異，行業(yè)內(nèi)電壓偏差長(zhǎng)期維持在10mV至100mV之間。該偏差引發(fā)多重負(fù)面影響，端電池長(zhǎng)期承受額外極化，易出現(xiàn)過充、過放問題，導(dǎo)致電堆提前衰減，縮短整體使用壽命；端部電壓偏差造成額外能量損耗，降低整堆能量轉(zhuǎn)化效率；單電池電壓不一致，破壞電堆整體一致性，影響長(zhǎng)期運(yùn)行可靠性。

端電池電壓異常問題根源在于集流體與雙極板之間的異質(zhì)界面電子傳遞障礙。金屬集流體與碳基雙極板接觸不充分，實(shí)際導(dǎo)電面積有限，產(chǎn)生收縮電阻；兩種材料軟硬特性差異明顯，長(zhǎng)期壓緊與熱力循環(huán)過程中，易出現(xiàn)微動(dòng)磨損與氧化膜生成，接觸電阻持續(xù)惡化；金屬與碳材電子態(tài)密度和功函數(shù)存在差異，界面形成固有勢(shì)壘，單純依靠機(jī)械加壓無法消除電壓偏差。

川承儲(chǔ)能研發(fā)團(tuán)隊(duì)從界面電子傳輸機(jī)理出發(fā)，開發(fā)多尺度協(xié)同界面調(diào)控技術(shù)，重塑集流體與端電池雙極板接觸面。通過優(yōu)化接觸面平面度與壓力分布，實(shí)現(xiàn)金屬與石墨板高貼合度，提升有效接觸面積；對(duì)集流體表面進(jìn)行功函數(shù)優(yōu)化，匹配碳基材料電子結(jié)構(gòu)，消除異相間電子轉(zhuǎn)移能壘，構(gòu)建電學(xué)流暢、力學(xué)穩(wěn)定的一體化功能界面。

42kW級(jí)全釩液流電池電堆經(jīng)過2個(gè)月連續(xù)運(yùn)行，完成多次充放電循環(huán)與溫度交變沖擊測(cè)試，驗(yàn)證技術(shù)有效性。測(cè)試結(jié)果顯示，全堆單電池最大電壓差穩(wěn)定控制在5mV以內(nèi)，實(shí)測(cè)最低值為3mV；單電池電壓標(biāo)準(zhǔn)偏差由調(diào)控前±10mV降至±1.5mV以內(nèi)；溫度交變循環(huán)后，界面接觸電阻僅增加2.1%，傳統(tǒng)界面增幅通常超過40%。

該技術(shù)突破為液流電池行業(yè)帶來多重價(jià)值，全堆壓差控制在5mV以內(nèi)，樹立行業(yè)技術(shù)新標(biāo)桿，消除端部單電池電壓異常問題，避免端電池過充、過放，電堆壽命不再受端電池限制；減少端部電壓損失，降低充放電無效能耗，提升系統(tǒng)全周期能效；高一致性電堆為系統(tǒng)集成提供穩(wěn)定基礎(chǔ)，保障儲(chǔ)能系統(tǒng)長(zhǎng)期可靠運(yùn)行。

液流電池是長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能重要技術(shù)方向，此次端電池難題攻克，推動(dòng)液流電池技術(shù)邁向新高度。當(dāng)前新型儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)加速向長(zhǎng)時(shí)、安全、低成本方向演進(jìn)，全釩液流電池的技術(shù)突破，進(jìn)一步夯實(shí)我國(guó)長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)優(yōu)勢(shì)。

未來隨著技術(shù)持續(xù)優(yōu)化、產(chǎn)業(yè)鏈配套完善及成本逐步下降，全釩液流電池將在電網(wǎng)調(diào)峰、可再生能源消納、偏遠(yuǎn)地區(qū)供電等大規(guī)模長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能場(chǎng)景實(shí)現(xiàn)更廣泛應(yīng)用，助力新型儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，支撐能源轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略落地。