圖1 液態(tài)金屬電池示意圖(a)放電(b)充電

基于該設(shè)計原理，團隊先后開發(fā)了環(huán)境友好的鋰-銻-錫體系，電成本低廉的鋰-銻體系，高電壓、高比能的鋰-碲-錫體系以及資源豐富可持續(xù)的鈉基液態(tài)金屬電池等新體系；攻克了大容量液態(tài)金屬電池構(gòu)建的關(guān)鍵技術(shù)，實現(xiàn)了500Ah級大容量液態(tài)金屬電池單體；解決了大容量電池界面的穩(wěn)定性難題，實現(xiàn)大容量電池的長效服役；突破了電池成組與高效管理技術(shù)，實現(xiàn)了液態(tài)金屬電池堆的示范驗證。

圖2液態(tài)金屬電池單體照片

【技術(shù)優(yōu)勢】

本成果液態(tài)金屬電池儲能技術(shù)在面向大規(guī)模的電網(wǎng)儲能，中長時間尺度（若干小時及以上）的出力平滑、可再生能源入網(wǎng)、調(diào)峰及分布式系統(tǒng)能量管理等應(yīng)用場景中具有明顯的優(yōu)勢，具體現(xiàn)在：

（1）全液態(tài)結(jié)構(gòu)避免了傳統(tǒng)固態(tài)電極材料結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性導(dǎo)致的壽命限制問題，電池服役壽命長（循環(huán)壽命20年/15000次以上）。

（2）電池采用不可燃的熔融無機鹽作為電解質(zhì)，安全性高；液-液界面反應(yīng)速率快、自修復(fù)能力強，電池可靠性高。

（3）全液態(tài)電極/電解質(zhì)可以實現(xiàn)自裝配，電池結(jié)構(gòu)簡單，易放大生產(chǎn)；電池材料來源廣泛，無需成本較高的電池隔膜，生產(chǎn)和材料成本較低，可以滿足大規(guī)模儲能的低成本要求（預(yù)期度電使用成本低于0.2元/kWh）。

【市場前景】

本成果液態(tài)金屬電池儲能技術(shù)可應(yīng)用于規(guī)模電力儲能領(lǐng)域。《儲能產(chǎn)業(yè)研究白皮書2021》預(yù)測，20221-2025年電化學(xué)儲能規(guī)模將以57.4%的復(fù)合增長率增長，到2025年累積投運規(guī)模有望達到35.53GW（保守場景），最高可達55.9GW（理想場景）。按液態(tài)金屬電池占據(jù)10%儲能市場計，其年產(chǎn)值將超過70億元人民幣。

【知識產(chǎn)權(quán)】