大连化物所开发出高能量密度锰基混合单液流电
液流电池(FBs)具有安全性高、寿命长、效率高等优势,在大规模储能领域受到广泛关注。目前,液流电池能量密度较低,进一步发展受阻。Mn2+/Mn3+具有电极电位高、溶解度高、电化学动力学良好、成本低等优势,在高能量密度液流电池中有较好的应用前景。然而,氧化态Mn3+的歧化副反应易导致“死锰”积累,影响电池的能量密度、可逆性和循环稳定性。
民众期货免责声明:民众期货官网所载文章、数据等内容仅供参考,投资者据此操作,风险自担。行情策略请联系QQ客服获取。科研团队在Mn2+的酸性电解液中引入Br-。在充电过程中,Br-/Br2(1.08V vs.SHE)和Mn2+/Mn3+(1.56V vs.SHE)两个电化学过程在电极上依次发生,并伴随Mn3+到MnO2的歧化副反应。在放电过程中,未歧化的Mn3+和部分MnO2在电极表面被还原成Mn2+。随后,部分Br2被还原成Br-且可与电极上残留的MnO2发生化学反应生成Br2继续参与放电,利用化学-电化学放电提高充放电过程的可逆性。基于上述设计,以Cd/Cd2+为负极组装成的全电池(BMFB)可在80mA/cm2下稳定循环运行超500次,电池的能量密度超过360Wh/L;以硅钨酸(SWO)为负极组装的电池可稳定运行超过2000次循环。该研究为开发高能量密度、长寿命的锰基电池体系提供了理论指导和技术支持。
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