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2026第47屆無錫太湖國際機床及智能工業(yè)裝備產(chǎn)業(yè)博覽會
2025-04-01
展會專題
活動專題
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活動專題 談鵬教授團隊設(shè)計了一種由鎵、銦以及鋅組成的液態(tài)合金電極(Ga80In10Zn10, wt.%)作為可流動態(tài)負極，結(jié)合堿性電解質(zhì)和空氣正極，實現(xiàn)了超高能量密度與快速充電性能。理論容量密度高達1004.4 Ahkg-1，且在10 mA cm-2的電流密度下表現(xiàn)出平均容量密度635.1 Ahkg-1的長時間穩(wěn)定放電(123小時)。
圖1 室溫液態(tài)金屬基液流電池結(jié)構(gòu)及性能
該電池在充電過程中展現(xiàn)出與傳統(tǒng)汽油加注相媲美的超快充電能力(<5分鐘)。相比于現(xiàn)有的鋰離子電池和其替代技術(shù)，室溫液態(tài)金屬基液流電池還具有以下顯著優(yōu)勢：
1)高安全性：采用水系電解質(zhì)，顯著降低熱失控風險；
2)高效率：在800次循環(huán)中充電電壓為1.77 V，能量效率相比常規(guī)空氣電極提升22%；
3)優(yōu)異穩(wěn)定性：通過添加10%的鋅和10%的銦，有效抑制電極枝晶生長和化學副反應，確保電池長時間穩(wěn)定運行。
該室溫液態(tài)金屬基液流電池為傳統(tǒng)混合動力汽車(HEV)提供了一種全新的替代方案，通過單一的液態(tài)金屬液流電池系統(tǒng)取代傳統(tǒng)的內(nèi)燃機與電池系統(tǒng)雙動力源架構(gòu)。此外，研究團隊針對電動汽車的實際應用需求，提出了概念性電池堆疊設(shè)計，采用共享的集中式電解質(zhì)儲罐，并結(jié)合機械快速充電與傳統(tǒng)電化學充電兩種模式，大幅提升了系統(tǒng)的靈活性和空間利用效率。
圖2 室溫液態(tài)金屬基液流電池堆疊設(shè)計及其電動汽車中的應用
中國科學技術(shù)大學工程科學學院熱科學和能源工程系特任教授談鵬為該論文的通訊作者，何義博士為第一作者，深空探測國家重點實驗室尚文旭博士為共同通訊作者。該研究得到了國家創(chuàng)新人才計劃青年項目和安徽省自然科學基金的支持。
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