我国科学家破译锌溴液流电池长寿命密码：提升20倍 近乎零腐蚀

我国科学家成功破解了锌溴液流电池长寿命难题，开发出新型溴基两电子转移反应体系，使电池循环寿命提升20倍以上，同时实现了“近乎零腐蚀”和更高能量密度。

这项突破由中国科学院大连化学物理研究所李先锋研究员团队完成，相关成果已于本月19日在《自然・能源》(Nature Energy) 发表。

科学家创新引入胺类溴捕获剂（如磺氨酸钠 SANa），将充电过程中产生的强腐蚀性溴单质迅速转化为稳定的溴代胺类化合物，使电解液中游离溴浓度从传统的数百毫摩尔骤降至仅7摩尔，几乎消除了腐蚀隐患。

同时将传统的单电子转移(Br⁻→Br₂) 升级为两电子转移(Br⁻→Br⁺)，能量密度大幅提升。

传统电池充电时，溴离子被氧化成Br₂，形成腐蚀性强的深红色液体，甚至出现油状溴相，而在新体系中，Br₂一生成就被 SANa“捕获”，电解液始终保持清亮均一，无溴相形成。

这一转变不仅解决腐蚀问题，还使反应可逆性显著提升，能量效率保持在80%以上。

采用新技术的锌溴液流电池循环寿命可超600次，是传统锌溴液流电池的20倍以上，累计运行时间1400小时，提升7倍。

在2M溴离子浓度下，电池体积能量密度从90Wh/L提升至152 Wh/L，提升约69%，进一步优化浓度后，能量密度接近200Wh/L，已接近部分锂离子电池水平，且未以牺牲效率为代价，在40mA/cm²电流密度下仍保持78%以上的能量效率。

而且由于腐蚀大幅降低，不再需要昂贵的氟化物膜和特种防腐材料，改用普通SPEEK膜即可稳定运行。

电解液成本从128美元/kWh降至75美元/kWh，降低约41%，系统总成本 (长时储能) 有望降至161美元 /kWh，接近主流锂离子储能系统价格区间。

未来这种电池有望成为大规模储能的“理想之选”，特别适合风能、太阳能等不稳定可再生能源的并网储能，在电网调频、备用电源、离网系统等领域大规模应用。