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新型储能体系的探索

已有 4160 次阅读 2009-2-10 17:14 |个人分类:未分类|系统分类:科研笔记| 电池, 储能, 水电池, 锂离子电池, 动力电池, 储能, 水电池, 锂离子电池, 动力电池

    能量的储存在国民经济和日常生活中起着重要的作用,尤其是电能的储存。电能的储存就小的方面而言可以用于日常生活中,如用于各种电子设备的电池,就大的方面而言可以调节电力供应和节约能源。然而,电力和油、气等燃料能源不同,它的贮存十分困难。电的这种特性使得电力供应系统的建设与运行必须与用电需求相匹配,而电力的需求是有时间和季节性的。用电高峰期,电力紧张;而用电低谷时,电力过剩。常用的储能系统有化学储存如蓄电池和机械能储存如抽水蓄能电站等。常用的抽水蓄能电站虽然已经实用化,但是受到选址等方面的限制。而传统的化学蓄电池可以不受地理位置的限制,有利于分散布置,可以接近用电中心。因此,世界各国的科学家都在致力于开发性能较好的新型储能电池。
    蓄电体系包括铅酸、Ni一cd、Ni一MH和锂离子电池。而上述体系因为环保、成本、安全等各种各样的原因,无法成为大型储能体系的选择,因此必须探索新的储能体系。本实验室经过一段时间的探索,发现水溶液可充锂电池(简称水锂电:Aqueous rechargeable lithium battery, ARLB)可望成为新型的储能体系。本实验室采用传统的固相法合成一系列材料,用循环伏安法研究了这些材料在水溶液中的电位和稳定性,发现材料在水的电化学窗口范围内在水溶液中都能稳定存在,而且电位适合组装成可实用的电池。其容量在材料未做优化的条件下仍然可以和传统的铅酸电池、镍镉电池相媲美,而且具有良好的循环性能,经过长时间的充放电循环,电池的容量几乎没有衰减。目前该类电池已经做到450次以上,其循环性能远远好于文献报道中类似的电池。而且打破了人们传统认为的水锂电循环性能不好的观念。
    目前,我们实验室还率先开展具有新型储电机理的新储电体系的探索,从目前的结果来看,有望实现真正意义上的绿色储能,为人类的可持续发展作点贡献。

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