近日，大連化學(xué)物理研究所儲(chǔ)能技術(shù)研究部(dnl17)李先鋒研究員、鄭瓊副研究員團(tuán)隊(duì)自主開發(fā)出10kwh磷酸焦磷酸鐵鈉基鈉離子電池系統(tǒng)，并實(shí)現(xiàn)了用電負(fù)載的穩(wěn)定供電。經(jīng)測(cè)試，系統(tǒng)輸出能量為9.7kwh，直流側(cè)能量轉(zhuǎn)換效率為91%。

該系統(tǒng)由5個(gè)獨(dú)立的電池模組和與其配套的逆變器、控制模塊共同組成。其中，每個(gè)模組(50v/40ah)由34個(gè)20ah級(jí)鈉離子軟包電池、采用2并17串方式構(gòu)成。該鈉離子電池體系具有低成本、長(zhǎng)壽命、高安全等優(yōu)勢(shì)，在大規(guī)模儲(chǔ)能領(lǐng)域具有很好的應(yīng)用前景。

大連化學(xué)物理研究所儲(chǔ)能技術(shù)研究部在2015年開始布局鈉離子電池技術(shù)，特別是聚焦具有高穩(wěn)定性、長(zhǎng)壽命、高安全性等優(yōu)勢(shì)的磷酸鹽基鈉離子電池技術(shù)。團(tuán)隊(duì)堅(jiān)持基礎(chǔ)研究與應(yīng)用研究并重，實(shí)現(xiàn)了鈉離子電池從基礎(chǔ)研究探索跨越到關(guān)鍵材料中試制備、大容量電芯及系統(tǒng)集成。

團(tuán)隊(duì)先后攻克了磷酸鹽正極材料電導(dǎo)率低、穩(wěn)定性差，碳基負(fù)極儲(chǔ)鈉動(dòng)力學(xué)慢，電解液—電極界面成膜機(jī)理不明確等系列關(guān)鍵科學(xué)問題；打通了磷酸鹽正極的百公斤級(jí)制備工藝，開發(fā)了多種生物質(zhì)基硬碳負(fù)極制備工藝和高兼容電解液體系；基于自主研制的電極、電解液和電芯技術(shù)，集成出5至20ah級(jí)釩系和鐵系磷酸鹽基軟包電芯，比能量達(dá)到100至143wh/kg；在電芯研發(fā)的基礎(chǔ)上，團(tuán)隊(duì)先后集成了48v/10ah、72v/20ah磷酸鹽基鈉離子電池系統(tǒng)并開展示范。

此外，團(tuán)隊(duì)先后申報(bào)發(fā)明專利60余件，獲授權(quán)發(fā)明專利20余件，形成了較為完整的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)體系；參與制定5項(xiàng)鈉離子電池技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；推進(jìn)了與企業(yè)間產(chǎn)業(yè)化合作，加速了磷酸鹽基鈉離子電池的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。

近日，團(tuán)隊(duì)開發(fā)的鈉離子電池電芯通過了由國(guó)家工信部鋰離子電池及類似產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)工作組、中關(guān)村儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟組織開展的全國(guó)首批鈉離子電池產(chǎn)品測(cè)評(píng)，驗(yàn)證了團(tuán)隊(duì)鈉離子電池技術(shù)的可靠性。該系統(tǒng)的成功研制，對(duì)于推動(dòng)鈉離子電池在儲(chǔ)能領(lǐng)域的應(yīng)用具有重要意義。

以上工作得到榆林學(xué)院—中國(guó)科學(xué)院潔凈能源創(chuàng)新研究院聯(lián)合基金、大連化學(xué)物理研究所創(chuàng)新基金等項(xiàng)目的支持。(文/邱艷玲、韓建鑫）