成果介绍
由于大量使用化石燃料,环境问题变得越来越严重,这迫使社会减少对化石能源的依赖并开发新型清洁能源,例如水力发电,地热能和太阳能。但是,这些新能源是间歇性和不稳定的,需要先通过电化学储能系统(EESS)进行存储,然后再馈入电网。因此,需要一种具有高能量密度,高效率,良好的循环性能和低成本的EESS来存储这些能量。锂离子电池(LIB)作为一种高效的EESS,自二十世纪90年代以来已被广泛使用,但不幸的是,锂的储备和安全问题限制了它们的未来发展。
铝电池作为一种新型化学储能电池,具有价格低廉、安全性好、循环寿命长、可使用温度范围广等突出优点,可以成为铅酸电池或锂离子电池的替代品或补充品。根据自身电池特性,在动力电池、大型储能装置等领域具有广泛的应用前景。基于低成本、宽电化学窗口、宽温适用性电解质体系的设计与开发,本团队研制了以石墨为正极、铝为负极、AlCl3基有机盐为电解质的新型铝-石墨电池,电压为*** V,能量密度为50 Wh kg-1。已完成铝-石墨电池器件化相关技术的开发工作,并实现了Ah级单体电芯的安全性和循环稳定性验证。
成果亮点
技术优势:
本研究团队是国际上最早研究铝-石墨电池相关研究的科研团队,申请了10余项相关专利,并积累了丰富的专业知识和研究经验。该铝-石墨电池具有如下优势:(1)原材料廉价易得,产品安全可靠;(2)循环性能更好,寿命更长(5000次),解决了铅酸电池用于储能电站时寿命短的问题,减少维修和维护成本,降低系统总体投资;(3)能量密度是铅酸蓄电池的2倍以上,可解决铅酸蓄电池能量密度低的问题。
性能指标:
铝-石墨电池电压为*** V,能量密度为50 Wh kg-1;循环寿命可达10000次;具有宽温性能,可在-30~100℃下工作。
成果亮点:
1. 具有自主知识产权,研究成果已申请发明专利17项,授权8项。
2. 技术先进性:国际先进,开发了系列低成本、宽电化学窗口、宽温适用性的电解质体系,极大拓展了电池的应用场景。同时,开发的新型轻质、耐腐蚀集流体极大提升了电池的循环稳定性和能量密度。
团队介绍
焦树强,教授,长期从事电化学冶金方向的研究,在金属钛清洁提取提纯新工艺、铝离子二次电池、CO2减排及利用、熔盐电解体系惰性阳极、太空冶金与制氧技术等领域取得了丰富的研究成果。兼任中国稀土学会火法冶金专业分会副主任,中国有色金属学会冶金物理化学分会副主任委员,中国金属学会熔盐化学与技术分会秘书长,中国轻量化材料成形工艺与装备产业技术创新联盟理事等职务。获第十五届中国青年科技奖,中国金属学会“冶金先进青年科技工作者”,高等学校科学研究优秀成果奖(科学技术)技术发明二等奖,省部级鉴定成果3项。发表SCI检索论文300余篇,授权专利美国专利2件、英国专利1件、中国发明专利30余件,出版学术专著2部。
涂继国,助理研究员,硕士生导师。多年来一直从事新能源电池材料、电化学等领域的研究,在炭质材料电化学转换、铝离子电池和稀散金属提取等基础研究与应用开发方面积累了较为丰富的知识和研究经验。特别是在铝-石墨电池方面,主要负责铝-石墨电池关键技术、工艺、材料的研发和产品定型。以第一/通讯作者身份发表SCI论文30余篇。
成果资料
路演文件
产业化落地方案