近日，我所储能技术研究部（DNL17）李先锋研究员团队在低温水系锌溴液流电池溴络合剂研究方面取得新进展。团队提出了多溴化物络合物极性调控策略，阐明了溴络合剂结构对多溴化物性质的影响机制，合成了新型高性能络合剂，实现了锌溴液流电池在低温和室温条件下的高效稳定运行。
锌溴液流电池具有安全性高、成本低、能量密度高等优势，在分布式储能领域应用前景广阔。然而，传统溴络合剂形成的多溴化物在低温条件下易发生相变，导致电池极化增大，降低电池运行的可靠性。因此，深入研究溴络合剂结构，揭示其对多溴化物性质的影响机制，开发新型宽温区络合剂，对于推动锌溴液流电池技术的发展具有重要意义。
本工作中，团队基于对络合剂碳骨架结构的系统性研究，设计合成出新型综合性能优异的低温溴络合剂，实现了对多溴化物络合物极性的有效调控。该络合剂有效避免了多溴化物络合物分子间形成强的氢键相互作用，使充电产物在相对较低的温度下保持液态。此外，团队通过降低多溴化物络合物分子的极性，有效降低其在水中的溶解度，降低了电池的自放电。采用该络合剂的锌溴液流电池在室温下可稳定循环1600次，平均库伦效率超过95%；特别是在−20 °C的低温下，电池可稳定运行250个循环，库伦效率高达99%。本研究为锌溴液流电池低温溴络合剂的结构设计与优化提供了新思路。
上述成果以“Molecular polarity regulation of polybromide complexes for high-performance low-temperature zinc-bromine flow batteries”为题，于近日发表在《能源与环境科学》（Energy & Environmental Science）上。该成果的第一作者为我所DNL17博士研究生赵明。上述工作得到中国科学院A类先导专项“基于高比例可再生能源的储能关键技术与示范”、 中国科学院青促会、中国科学院洁净能源创新研究院-榆林学院联合基金等项目的支持。（文/图 赵明、尹彦斌）
