鐵-鉻液流電池儲(chǔ)能技術(shù)被稱為儲(chǔ)能時(shí)間最長(zhǎng)、最安全的電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)之一，該技術(shù)的電解質(zhì)溶液為水系溶液，不會(huì)發(fā)生爆炸，可實(shí)現(xiàn)功率和容量按需靈活定制，且具有循環(huán)壽命長(zhǎng)、穩(wěn)定性好、易回收、運(yùn)行溫度范圍廣、成本低廉等優(yōu)勢(shì)，符合我國(guó)大規(guī)模、長(zhǎng)時(shí)間儲(chǔ)能需求的新型電力系統(tǒng)。

 

鋁電池以高純度鋁Al（含鋁99.99%）為負(fù)極、氧為正極，以氫氧化鉀（KOH）或氫氧化鈉（NaOH）水溶液為電解質(zhì)。鋁攝取空氣中的氧，在電池放電時(shí)產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，鋁和氧作用轉(zhuǎn)化為氧化鋁。

 

儲(chǔ)能核心原材料

 

儲(chǔ)能材料，具有能量?jī)?chǔ)存特性的材料。

 

它不僅能存儲(chǔ)能量，并且能使能量轉(zhuǎn)化，以供需用。最常見的儲(chǔ)能材料有儲(chǔ)氫合金和用于一次電池（即原電池，放電后不能復(fù)原使用）、二次電池（即蓄電池，放電后可重新充電復(fù)原反復(fù)使用）的材料。

 

常見的一次電池有鋅–二氧化錳電池、鋅–氧化汞電池、鋅–氧化銀電池和鋰電池等。

 

常見的二次電池為鉛–酸電池、鎳–鎘電池、鎳–鋅電池和鎳–氫化合物電池、鈉–硫電池、鋰離子電池等。

 

儲(chǔ)氫合金及其應(yīng)用　

 

氫是自然界中儲(chǔ)量最大的元素，也是一種非常清潔的能源。儲(chǔ)氫合金所存儲(chǔ)的氫的密度比液態(tài)氫大得多（液氫的密度為4.2×1022大氣壓/厘米3，而LaNi5的氫密度為6.2×1022大氣壓/厘米3），并且釋放氫時(shí)所需的能量很小。

 

儲(chǔ)氫合金的工作壓力很低，操作簡(jiǎn)單安全可靠。研發(fā)中的儲(chǔ)氫合金體系有AB5型混合稀土合金、AB2型Laves相合金、AB型鈦鐵系合金、A2B型Mg–Ni系合金和釩基固溶體合金等。

 

儲(chǔ)氫合金與氣體氫發(fā)生反應(yīng)時(shí)生成金屬氫化合物，大量的氫以固態(tài)形式儲(chǔ)存于儲(chǔ)氫合金中。

 

儲(chǔ)氫合金的吸氫與放氫，實(shí)際上就是金屬氫化物的形成與分解。

 

儲(chǔ)氫合金的基本特征是：能可逆地大量吸氫和放氫，伴隨著吸（放）氫過程出現(xiàn)放（吸）熱效應(yīng)，對(duì)氫能選擇性地吸收，吸放氫的平衡壓力隨溫度急劇變化。

 

儲(chǔ)氫合金可用于鎳–氫化合物電池、氫的儲(chǔ)存和凈化、氫同位素分離、氫氣回收、熱泵、制冷等。

 

在儲(chǔ)能方面儲(chǔ)氫合金的應(yīng)用主要有以下兩方面：①鎳–金屬氫化合物電池材料。這是一種以儲(chǔ)氫合金作為負(fù)極材料的新型二次電池，其能量密度比鎳–鎘電池高1.5～2.0倍，且無鎘的污染環(huán)境問題。所以，作為鎳–鎘電池的替代電池，已廣泛應(yīng)用作各種便攜式電子器具、移動(dòng)通信、計(jì)算機(jī)等的電源。在各種儲(chǔ)氫合金中，AB5型混合稀土合金具有優(yōu)良的性能價(jià)格比，作為負(fù)極材料廣泛應(yīng)用于鎳–金屬氫化合物電池。

 

②氫燃料儲(chǔ)存器材料。氫的熱值高，易點(diǎn)燃，燃燒時(shí)無有害氣體和灰渣產(chǎn)生，是理想的環(huán)保能源之一。

 

由于燃油汽車對(duì)都市環(huán)境造成危害，因而氫燃料汽車的發(fā)展備受重視。AB5型混合稀土合金是廣泛應(yīng)用的儲(chǔ)氫材料，為提高其性能，對(duì)其化學(xué)組成和組織結(jié)構(gòu)優(yōu)化不斷地開展著研究。

 

鋰電池與鋰離子電池材料　

 

作為一次電池的鋰電池，是一種以鋰作為負(fù)極活性物質(zhì)的化學(xué)電池。由于金屬鋰的電極電位最負(fù)(−3.03伏)，并且鋰的密度很小，鋰電池具有很高的能量密度，它是高能電池的重要品種。自20世紀(jì)70年代以來，以金屬鋰為負(fù)極的各種高比能鋰一次電池相繼問世，獲得了廣泛應(yīng)用。

 

其中以層狀化合物γ·β二氧化錳作正極，以鋰作負(fù)極和以有機(jī)電解液構(gòu)成的鋰電池獲得最廣泛的應(yīng)用。它是照相機(jī)、電子手表、計(jì)算器等各種具有存儲(chǔ)功能電子器件或裝置的理想電源。此外，還開發(fā)出鋰–聚氟化碳電池、鋰–二氧化硫電池、鋰–硫化銅電池、鋰–碘電池等。鋰離子電池為二次電池，其原理為電池充電時(shí)鋰離子從正極脫嵌，通過電解質(zhì)和隔膜，嵌入負(fù)極中，反之當(dāng)電池放電時(shí)鋰離子又從負(fù)極中脫嵌，通過電解質(zhì)和隔膜，重新嵌入到正極中。

 

由于鋰離子在正負(fù)極中有固定的空間和位置，因此，電池有很好的可逆性，其電容量大并且具有長(zhǎng)循環(huán)壽命和安全性。鋰離子電池的正極材料包括氧化鈷鋰（LiCoO2）、氧化鎳鋰（LiNiO2）、氧化錳鋰（LiMn2O4）等材料。而負(fù)極材料為碳材料。作為正極材料的導(dǎo)電聚合物的研究也受到重視。電解質(zhì)的作用為在電池的正負(fù)極間形成良好的離子導(dǎo)電通道。

 

常用的電解質(zhì)是由有機(jī)溶劑和鋰鹽構(gòu)成的。

 

聚合物電解質(zhì)是目前很重要的研發(fā)方向，因它有利于實(shí)現(xiàn)電池的小型化。自1990年鋰離子電池問世以來發(fā)展迅猛，它能滿足移動(dòng)通信、筆記本電腦等對(duì)電源小型化、輕量化、工作時(shí)間長(zhǎng)和對(duì)環(huán)境無污染的要求。鈉–硫電池材料　這是一種新型高溫固體電解質(zhì)二次電池，其負(fù)極和正極分別為熔融的金屬鈉和硫，其電解質(zhì)為β–氧化鋁。鈉–硫電池的工作溫度為300～350℃，理論比能量很高（790瓦·時(shí)/千克），充放電循環(huán)壽命長(zhǎng)(900次)，并且電池所用的原材料豐富，成本低。

 

此種電池很受重視，目前仍處于研發(fā)中，以期用于電動(dòng)汽車的動(dòng)力源等。