中科院大连化物所储能技术研究部,储能技术创新先锋!


来源:中国粉体网   九思

中国粉体网讯  储能技术研究部隶属于中国科学院大连化学物理研究所,同时隶属于我国能源领域筹建的第一个国家实验室-洁净能源国家实验室(DNL)。研究部共设有创新型电池核心技术、全钒液流电池技术、储能系统设计与示范、储能电池设计与标准化、锌基液流电池技术、电池新体系6个研究组。



针对可再生能源发电及智能电网建设对大规模储能技术及电动车发展对高比能量动力电池的重大需求,重点研究储能电池用关键材料、核心部件及电池系统设计、优化、集成技术,开展应用示范,力争建成为在国内外有重要影响力的储能技术研发平台。


团队现有人员100余人,研究员10人,副研究员13人,院百人计划3人,万人计划2人,院青促会4人,享受国务院政府特殊津贴2人。拥有中国科学院电化学储能技术工程实验室、国家能源液流储能电池技术重点实验室、国家地方联合工程研究中心、辽宁省发改委新型固定式电化学储能技术工程研究中心等多个研发平台。


研究部完成了从实验室基础研究到产业化应用的发展过程,基于团队技术支撑完成实施了包括全球规模最大的100MW/400MWh国家级液流电池储能调峰电站在内的20余项商业化示范项目。建成了300MW/年全钒液流电池储能产业化装备基地,形成了完整的自主知识产权体系,新一代液流电池技术完成在国内、外专利技术许可,并首次实现向欧洲发达国家技术许可和输出。


团队领军国内外液流电池标准的制定,引领全球液流电池技术的发展。作为国家能源局液流电池技术标准委员会主任委员单位、国际电器工业协会液流电池技术标准联合工作组(IEC/TC21 JWG7)的主要成员单位,牵头起草并制定了包括首项液流电池国际标准在内国际、国家和行业标准20余项。


研究成果荣获“国家技术发明二等奖”、“中国石油和化学工业联合会专利金奖、“中国石油和化学工业联合会技术发明一等奖”、“辽宁省技术发明一等奖”、“中国科学院科技促进发展奖”、“中国科学院杰出科技成就奖”等科技奖励,成果入选“全国专利产业十大典型案例”和“中国科学院十二五重大标志性进展”。


近期研究部部分研究成果分享


2025年6月,李先锋研究员团队与中国科学技术大学张宏俊研究员等合作,开发出新型界面交联策略,制备出3μm厚高稳定性超薄聚合物膜,其分离层具1.8–5.4Å“准有序”孔径结构,突破传统聚合物膜选择性与渗透性制约,用于全钒液流电池时在300mA/cm2 电流密度下能量效率超80%,还适用于碱性锌铁、水系有机液流电池,该成果以“Ultrathin membranes prepared through interfacial polymer cross-linking for selective and fast ion transport”为题发表于《自然-化学工程》,刘晓楠、石梦奇、廖晨伊为共同第一作者,研究获国家自然科学基金等项目支持。



2025年5月,储能技术研究部李先锋研究员团队与中国科学院化学研究所张燕燕副研究员合作,在全钒液流电池正极电解液稳定性研究中取得进展,通过系统研究五价钒离子溶剂化结构随温度的转化过程,阐明正极电解液沉淀析出机理,提出高稳定性钒电解液设计策略,结合 AIMD 模拟与原位 liquid ToF-SIMS 表征,发现水合 V (V) 离子在高温高浓度下经脱水、去质子和质子转移形成沉淀前驱体VO (OH) 3,而硫酸根配位的 V (V) 离子可抑制该过程,据此开发的2 MV混合酸钒电解液在 50°C 下单电池稳定运行超3000次,成果以 “Harnessing Solvation Chemistry of Pentavalent Vanadium for Wide-temperature Range Vanadium Flow Batteries” 为题发表于《德国应用化学》,穆晨凯为第一作者,研究获国家重点研发计划等项目支持。



2025年4月,在第十三届储能国际峰会上,由中关村储能产业技术联盟液流电池储能技术专委会联合大连化物所低碳战略研究中心共同编制的《2024 年液流电池储能产业研究白皮书》正式发布,杨裕生院士、李先锋研究员、梁振兴教授等众多专家出席,岳芬主持发布仪式。岳芬称,液流电池凭长时储能、安全可靠等优势,作为“双碳”关键技术支撑备受关注,此次联盟与大连化物所历时半年完成涵盖中国液流电池全产业链的深度报告,汇总了2024年技术创新概况与产业化发展路径。该白皮书全面梳理2024年中国液流电池储能技术及产业链发展态势,分析应用领域、特点与挑战,基于长时储能市场前景提出 2030年发展愿景,其发布有望推动液流电池储能技术高质量发展,促进产学研联动,加速技术创新与产业化进程。


2025年2月,储能技术研究部李先锋与张长昆研究员团队在水系有机液流电池研究中,设计开发出具高电子浓度和稳定中间半醌自由基的不对称芘类多电子转移活性分子材料,通过引入单个磺酸基团提升电解液溶解性,利用共轭结构离域及π-π堆积稳定自由基,使电池能量密度达59.6Wh/Lcatholyte,且对称电池及全电池在 60℃高温下数千次循环无明显容量衰减,该研究为开发高能量密度和稳定性的 AOFBs活性分子提供新思路,成果以“Four-electron Transferred Pyrene-4,5,9,10-tetraone Derivatives Enabled High-energy-density Aqueous Organic Flow Batteries”为题发表于《美国化学会志》,葛广谞为第一作者,研究获国家重点研发计划等项目支持。


2025年1月,储能技术研究部李先锋研究员团队研发的具有自主知识产权的 “50kWh级锌溴液流电池电堆”项目,通过了中国石油和化学工业联合会组织的科技成果评价。锌溴液流电池具有能量密度高、成本低的优势,在用户侧储能领域具有很好的应用前景。团队通过调控膜与电极界面电化学反应,实现锌的均匀沉积,提高了锌的沉积面容量;开发了基于“固溴、催化”协同效应的多孔碳基复合电极,提高了锌溴液流电池的功率密度和能量效率;基于以上成果并结合电堆的结构设计,开发出50kWh级锌溴液流电池电堆,面容量达到160mAh/cm2,大幅度降低锌溴液流电池电堆成本,在用户侧储能领域具有广阔的应用前景。



2025年1月,由储能技术研究部李先锋研究员团队研发的具有自主知识产权的“高功率密度全钒液流电池电堆”项目,通过了中国石油和化学工业联合会组织的科技成果评价。李先锋团队基于在可焊接复合多孔离子传导膜、高导电性双极板等关键材料技术的突破,结合短流程、超薄电极等创新结构设计,开发出新一代70kW级高功率密度电堆,体积功率密度提高了一倍,成本降低40%。该技术大幅提升了全钒液流电池储能系统的经济性和可靠性,有望为促进全钒液流电池的产业化发展、实现我国”双碳”目标提供关键技术支撑。



参考来源:中科院大连化物所储能技术研究部


(中国粉体网编辑整理/九思)

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