2014年6月23日，由国家能源局指导，中关村储能产业技术联盟（CNESA）与杜塞尔多夫展览（上海）有限公司共同主办的储能行业第三届年度高峰论坛——“储能国际峰会2014”在北京国家会议中心隆重开幕。防化研究院副研究员程杰博士在会上发表主题演讲。

　　防化研究院副研究员 程杰博士：

　　我们机构主要是做电池的研发和应用方面的研究。从应用层面来看，现在锂电、电解液等电池的寿命比较长，镍电池还有很多需要提高的地方。在此情况下，我们提出了锌镍电池，它的正极是氢离子，不会导致活性物质或者结构材料坍塌，而且无毒，稳定性和寿命都很好。根据我们前期做的实验数据，这种电池在实验室的循环寿命可以做到万次以上，而且容量大概可以保持在90%左右，说明电池寿命还很长。

　　我们在实验中用的溶液是氧化锌，从电池性能角度看，锌的存在会让电流效应有所下降，电解液的流速也会受到影响，进而影响整个电池的效率，主要原因是锌导致了电池正负极降低。通过比较电流密度实验，我们发现在没有含锌、百分之百充电后的电池中，循环性能会很快下降，大概在500次循环后，衰减会变得特别明显。在使用氧化锌之后，电池500次循环后还会保持的很好，而且在恒流充电的情况下，放电效率可以达到100%。也就是说，溶液中锌的存在提高了电池寿命。

　　我们也对溶液的流动结构做了研究。在金属溶液中，溶液的均匀性非常关键，所以要尽量做到流速的平均，这一点在单层结构和多层流动中都是一样的。

　　为了提高电流密度，我们也做了一些电池结构方面的研究。通过降低镍的激化，电池效率可以达到75%，这个数据对于锌电来说已经很高了，大概每平方厘米80的电流密度，可以达到4C或者5C的放电，能达到较高的倍率。

　　锌镍单液流电池的温度非常特别，电池在-40℃到-20℃的情况下下降非常小，大概下降80%左右。在提高截止电压的情况下，大概也能达到60%到70%左右。这说明在低温情况下，这种电池的效率比较高，低温性能比较好，比锂电池有很大改善。

　　在张北示范基地，我们做了一个50千瓦时的储能系统，电池在额定功率工作的情况下，差不多可以达到80%的能量效率。电池在200安下充电，最高能量效率可以达到75%。所以说，由于条件的不同，能量效率也会发生变化。

　　国外的一个课题组也做了与我们类似的电池结构，只是在溶液流动方面稍有差别。他们电池的一致性，与我们的实验结果差不多。这说明电池本身比较容易做到一致性，整体溶液容易实现均匀性控制。

　　我们在前期研究的基础上也进行了优化，将整体的泵放到电池内部，结构类似铅酸电池，这样的设计可以得到比较高的能量效率。

　　总体来说，镍流电池使用碱性溶液，整体上没有爆炸和燃烧的风险，安全可控。另外，镍流电池的循环使用率很高，而且抗低温性能很好。第三，这种电池环保无污染，整体上材料是可以回收的，镍和锌的回收都比较方便。现在主要的问题是成本问题，原材料的目标成本可以做到2元钱甚至到1.5元以下，但是研发成本比较高。

　　感谢我的课题组，谢谢大家对我们的关注。

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