鋰離子電池儲(chǔ)電能力高，但在濫用情況下，存在燃燒、爆炸等安全隱患；鉛酸電池安全性強(qiáng)，但存在能量密度低，潛在的鉛污染等問(wèn)題；研發(fā)安全、綠色、高效的電池是能源界研發(fā)的方向。天津大學(xué)材料與工程學(xué)院近期在綠色電池方面取得重大突破，在能量密度和循環(huán)性等關(guān)鍵問(wèn)題上取得重要進(jìn)展，開(kāi)發(fā)出了具有高安全性、高能量密度、大功率、在生產(chǎn)和使用過(guò)程中不產(chǎn)生污染的水系鋅基電池，相關(guān)成果發(fā)表在材料領(lǐng)域國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《自然·能源》和《自然·通訊》等上。更讓人欣喜的是這項(xiàng)綠色電池成果并沒(méi)有停留在論文上，而是在天津大學(xué)電化學(xué)儲(chǔ)能團(tuán)隊(duì)的努力下進(jìn)入了國(guó)家電網(wǎng)光儲(chǔ)能系統(tǒng)。據(jù)介紹，根據(jù)電解液的不同，電池分為水系電池和有機(jī)溶液電池。以鋰離子為代表的有機(jī)溶液電池能量密度高，循環(huán)性好，輸出功率大，廣泛應(yīng)用在電子產(chǎn)品上，但濫用存在安全隱患。以鉛酸電池為代表的水系電池，由于內(nèi)部的電解液是水溶液，安全性能極高，大規(guī)模應(yīng)用在儲(chǔ)能電池、后備電源、緊急設(shè)備等領(lǐng)域，但鉛酸電池的能量、功率密度較低，循環(huán)性較差，較難滿(mǎn)足進(jìn)一步的大規(guī)模儲(chǔ)能需求。研發(fā)兼具高安全性、高能量密度和成本低等優(yōu)勢(shì)為一身的電池，是科研人員攻關(guān)的重點(diǎn)方向。

       提高能量密度，解決鋅枝晶生長(zhǎng)，提升倍率性能，提高電池低溫性能……天津大學(xué)電化學(xué)儲(chǔ)能團(tuán)隊(duì)攻克了一個(gè)又一個(gè)限制電池性能的關(guān)鍵問(wèn)題，研發(fā)出高安全、高性能、高環(huán)保的鋅基水系綠色電池。“該電池不存在燃燒和爆炸的風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)電池的能量密度是鉛酸電池的2倍；功率密度高，循環(huán)性好，零下40度還能工作，有望在規(guī)模儲(chǔ)能領(lǐng)域中得到應(yīng)用。“團(tuán)隊(duì)相關(guān)負(fù)責(zé)人指著天大材料學(xué)院樓下那個(gè)晚上能照亮學(xué)院門(mén)前小廣場(chǎng)的“GREEN”霓虹燈說(shuō)，“這是我們做的一個(gè)可充放鋅錳電池在風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)中的應(yīng)用演示。可以有效對(duì)太陽(yáng)能、風(fēng)能進(jìn)行存儲(chǔ)。這種鋅基水系綠色電池已經(jīng)進(jìn)入國(guó)家電網(wǎng)光儲(chǔ)能系統(tǒng)，目前有海內(nèi)外企業(yè)和單位在洽談購(gòu)買(mǎi)事宜，如與一阿聯(lián)酋企業(yè)簽訂了電池采購(gòu)協(xié)議，為石油管道項(xiàng)目營(yíng)地-污水處理供電工程處進(jìn)行供電。”

 

       自研發(fā)成果在企業(yè)實(shí)現(xiàn)批量化生產(chǎn)以來(lái)，團(tuán)隊(duì)成員一直是“空中飛人”，在全國(guó)各地推進(jìn)新型綠色水系電池的應(yīng)用。今年，浙江、安徽、湖南……

       疫情“解鎖”一個(gè)地方，就跟進(jìn)一個(gè)地方，到國(guó)家電網(wǎng)等各個(gè)系統(tǒng)施工現(xiàn)場(chǎng)跟進(jìn)綠色水系電池的部署。“高安全性、高能量密度、高循環(huán)性能的電池將是未來(lái)規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用的重點(diǎn)。未來(lái)，我們繼續(xù)圍繞大規(guī)模儲(chǔ)能領(lǐng)域的關(guān)鍵性技術(shù)研發(fā)和材料應(yīng)用進(jìn)行更加深入的創(chuàng)新性研究，并推進(jìn)應(yīng)用，把論文寫(xiě)在祖國(guó)大地上。”團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人表示。（圖片由受訪(fǎng)者提供）