近日,大連化學物理研究所儲能技術研究部(DNL17)李先鋒研究員、鄭瓊副研究員團隊自主開發(fā)出10kWh磷酸焦磷酸鐵鈉基鈉離子電池系統(tǒng),并實現(xiàn)了用電負載的穩(wěn)定供電。經(jīng)測試,系統(tǒng)輸出能量為9.7kWh,直流側能量轉(zhuǎn)換效率為91%。該系統(tǒng)由5個獨立的電池模組和與其配套的逆變器、控制模塊共同組成。其中,每個模組(50V/40Ah)由34個20Ah級鈉離子軟包電池、采用2并17串方式構成。該鈉離子電池體系具有低成本、長壽命、高安全等優(yōu)勢,在大規(guī)模儲能領域具有很好的應用前景。
大連化學物理研究所儲能技術研究部在2015年開始布局鈉離子電池技術,特別是聚焦具有高穩(wěn)定性、長壽命、高安全性等優(yōu)勢的磷酸鹽基鈉離子電池技術。團隊堅持基礎研究與應用研究并重,實現(xiàn)了鈉離子電池從基礎研究探索跨越到關鍵材料中試制備、大容量電芯及系統(tǒng)集成。團隊先后攻克了磷酸鹽正極材料電導率低、穩(wěn)定性差,碳基負極儲鈉動力學慢,電解液—電極界面成膜機理不明確等系列關鍵科學問題;打通了磷酸鹽正極的百公斤級制備工藝,開發(fā)了多種生物質(zhì)基硬碳負極制備工藝和高兼容電解液體系;基于自主研制的電極、電解液和電芯技術,集成出5至20Ah級釩系和鐵系磷酸鹽基軟包電芯,比能量達到100至143Wh/kg;在電芯研發(fā)的基礎上,團隊先后集成了48V/10Ah、72V/20Ah磷酸鹽基鈉離子電池系統(tǒng)并開展示范。此外,團隊先后申報發(fā)明專利60余件,獲授權發(fā)明專利20余件,形成了較為完整的自主知識產(chǎn)權體系;參與制定5項鈉離子電池技術標準;推進了與企業(yè)間產(chǎn)業(yè)化合作,加速了磷酸鹽基鈉離子電池的產(chǎn)業(yè)化進程。
近日,團隊開發(fā)的鈉離子電池電芯通過了由國家工信部鋰離子電池及類似產(chǎn)品標準工作組、中關村儲能產(chǎn)業(yè)技術聯(lián)盟組織開展的全國首批鈉離子電池產(chǎn)品測評,驗證了團隊鈉離子電池技術的可靠性。該系統(tǒng)的成功研制,對于推動鈉離子電池在儲能領域的應用具有重要意義。
以上工作得到榆林學院—中國科學院潔凈能源創(chuàng)新研究院聯(lián)合基金、我所創(chuàng)新基金等項目的支持。
原標題:大連化物所研發(fā)10kWh磷酸鹽基鈉離子電池儲能系統(tǒng)