大規(guī)模高效液流電池儲能技術(shù)的基礎(chǔ)研究

工程名稱：大規(guī)模高效液流電池儲能技術(shù)的根底爭論一、爭論內(nèi)容擬解決的關(guān)鍵科學(xué)問題前液流儲能電池技術(shù)主要存在如下四方面問題：電解質(zhì)溶液穩(wěn)定性有待進一步提高。液流儲能電池用電解合離子的簡潔體系。組份濃度、雜質(zhì)元素、溫度、電場等因素都可能會造成電解質(zhì)溶液析晶沉淀。儲能活性物質(zhì)遷移與水集中造成物流失衡。例如目前的全釩液流儲能電池系統(tǒng)運行一段時間后就會消滅正極釩離子濃度上升使用壽命。電池運行的電流密度低。目前，液流儲能電池運行的工作電流密度較低<100mA/c2，僅為質(zhì)子交換膜燃料電池工作電流密度的格外之一，造成電池模塊體積大，材料需求量大，本錢攀高。等。這都會造成電池性能的降低，因而工作電流密度偏低。電池系統(tǒng)本錢較高。液流儲能電池關(guān)鍵材料和部件還未實Nafion膜價格昂貴，成為制約液流儲能電池有用化的瓶頸。鍵在于關(guān)鍵材料〔如電解液、離子交換膜、電極極板等〕性能的提升〔能量治理把握技術(shù)〕的突破。4方面的關(guān)鍵科學(xué)問題：構(gòu)效關(guān)系，電池相關(guān)反響機理及對電池性能的影響規(guī)律；?；苽涞墓こ炭茖W(xué)原理；論及系統(tǒng)集成方法；科學(xué)問題四：基于液流電池儲能系統(tǒng)應(yīng)用的發(fā)電、儲能、電能轉(zhuǎn)換及用電多體系的系統(tǒng)耦合及綜合能量治理把握理論。液流儲能電池關(guān)鍵材料的組成、構(gòu)造與材料物性的構(gòu)效關(guān)系，電池相關(guān)反響機理及對電池性能的影響規(guī)律極板等。通過系統(tǒng)全面爭論各種材料的組成、構(gòu)造對材料的穩(wěn)定性、鍵材料的組分設(shè)計與性能調(diào)控根底理論，加深理解和生疏材料組成、構(gòu)造與材料物性的構(gòu)效關(guān)系及對電池性能影響規(guī)律。高濃度、高穩(wěn)定性電解質(zhì)溶液長期穩(wěn)定化調(diào)控機制能量密度，其穩(wěn)定性打算了電池的使用壽命。價態(tài)的陽離子、含氧酸根離子、不同形態(tài)的水合離子。組份濃度、溫度、電場等外界因素都對電解質(zhì)溶液的物理化學(xué)性質(zhì)產(chǎn)生重要影響。能。目前，國內(nèi)外對電解質(zhì)溶液缺乏系統(tǒng)的根底爭論。因此，爭論液控機制格外重要。高選擇性、高導(dǎo)電性、高穩(wěn)定性離子交換膜的構(gòu)效關(guān)系及膜性能的調(diào)控策略率。目前的離子交換膜存在選擇性差、價格昂貴等問題，是液流儲能作用機制仍缺乏深入、全面的生疏。因此，說明膜中的離子、分子傳輸機理和調(diào)控機制，提高離子交換膜的選擇性、導(dǎo)電性和穩(wěn)定性，是儲能電池離子交換膜傳導(dǎo)理論，為高選擇性、高導(dǎo)電性、高穩(wěn)定性離子交換膜的組分設(shè)計和合成供給根底理論支持。多場協(xié)同作用下電極反響機制外表的可逆性仍不抱負(fù)，且目前對反響機制尚未生疏清楚。而且，由減機理更為簡潔。此外，在系統(tǒng)運行過程中，電極外表及其四周液層程動力學(xué)，提高電池比功率和能量轉(zhuǎn)化效率。高效能液流儲能電池體系探究/負(fù)極電解液離子交換膜價格昂貴，且伴有水轉(zhuǎn)移。因此，高性價比離子交換膜成了基于全液相電極反響的液流儲能體系中使用離子交換膜的難點問題?？稍偕茉窗l(fā)電系統(tǒng)等領(lǐng)域?qū)Ω咝?、低本錢規(guī)模儲能技術(shù)的需求，使得全釩液流儲能電池工程化、低本錢化爭論成為重要方向。但，進展已有鋅溴液流電池的改進爭論，探究單液流儲能體系，爭論動力學(xué)調(diào)控方法，是降低電池本錢、提高循環(huán)穩(wěn)定性和壽命，建立高效能、高能量密度和穩(wěn)定性液流儲能體系的科學(xué)技術(shù)根底。液流儲能電池關(guān)鍵材料的設(shè)計理論、合成方法及規(guī)?；苽涞墓こ炭茖W(xué)原理對液流儲能電池的普及應(yīng)用發(fā)揮格外重要的作用。高性能、低本錢電解質(zhì)溶液的制備的影響行為與機制；探討電解液制備過程中活性物質(zhì)的溶解-結(jié)晶平衡的動力學(xué)和熱力學(xué)。液的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)；確立電解質(zhì)溶液規(guī)?；苽浞椒?。高選擇性、高導(dǎo)電性、低本錢離子交換膜的合成及制備方法針對商業(yè)化的全氟磺酸離子交換膜價格昂貴問題，進展具有自主機理的影響規(guī)律的根底上，確立高選擇性、高導(dǎo)電性、低本錢離子交工程科學(xué)問題。高導(dǎo)電性、高耐久性、低本錢電極極板的構(gòu)造設(shè)計及制備方法和收集電流的作用。在液流儲能電池中，電極極板材料在強酸、強氧高的導(dǎo)電性，良好的耐腐蝕性、耐久性和低的制造本錢。本工程在深上，建立優(yōu)化、完善電極和極板材料的合成、制備方法。電池模塊和系統(tǒng)構(gòu)造設(shè)計、規(guī)模放大的模擬仿真理論及系統(tǒng)集成方法液流儲能電池系統(tǒng)在實際應(yīng)用時的輸出功率要求到達(dá)數(shù)十千瓦至數(shù)十兆瓦，儲能容量要求到達(dá)數(shù)兆瓦時至數(shù)百兆瓦時。因此，其規(guī)外表和各單電池及電池模塊之間均勻安排。通過模擬仿真和試驗驗的均勻性，提高電池的運行電流密度?；谝毫麟姵貎δ芟到y(tǒng)應(yīng)用的發(fā)電、儲能、電能轉(zhuǎn)換及用電多體系的系統(tǒng)耦合及綜合能量治理把握理論用電負(fù)荷〔或電網(wǎng)〕等多個系統(tǒng)單元，是化學(xué)、電動力學(xué)等行為相互耦合的簡潔動態(tài)系統(tǒng)。探究系統(tǒng)耦合機理，優(yōu)化安全、高效、經(jīng)濟和必需解決的關(guān)鍵問題。大規(guī)模液流電池儲能系統(tǒng)的高效電能轉(zhuǎn)換與系統(tǒng)能量耦合特性/用電暫態(tài)過程之間的協(xié)調(diào)機制，分析電池、功率變換單元、發(fā)電單元及用電/變換規(guī)律，是大規(guī)模液流儲能系統(tǒng)設(shè)計、系統(tǒng)優(yōu)化和系統(tǒng)集成的根底?；诳稍偕茉窗l(fā)電的液流電池儲能系統(tǒng)協(xié)調(diào)把握理論爭論液流儲能系統(tǒng)必需滿足抑制可再生能源發(fā)電系統(tǒng)非穩(wěn)態(tài)特性以及獨能源發(fā)電系統(tǒng)擾動、維持平衡與穩(wěn)定的重要作用。因此，提示多種把握流儲能系統(tǒng)穩(wěn)定有效運行的核心。大規(guī)模液流電池儲能系統(tǒng)的能量優(yōu)化把握與綜合治理策略系統(tǒng)電氣網(wǎng)絡(luò)簡潔，狀態(tài)變量繁多。同時，局部可再生能源發(fā)電單元〔如太陽能、風(fēng)能等〕中的狀態(tài)變量隨著氣候和環(huán)境參數(shù)變化。儲能統(tǒng)大規(guī)模應(yīng)用的關(guān)鍵。含大規(guī)模液流儲能的可再生能源發(fā)電系統(tǒng)的綜合仿真與試驗爭論種可再生能源發(fā)電單元和液流儲能單元的穩(wěn)態(tài)和動態(tài)模型是系統(tǒng)運源發(fā)電系統(tǒng)中的動態(tài)響應(yīng)特性進展準(zhǔn)確的動態(tài)模擬試驗評估和綜合試驗驗證。主要爭論內(nèi)容針對阻礙液流電池儲能技術(shù)進展和實際應(yīng)用的“瓶頸”問題，解內(nèi)容：高濃度、多價態(tài)、多組分簡潔電解質(zhì)溶液的物理化學(xué)性質(zhì)及高穩(wěn)定性電解質(zhì)溶液的制備方法爭論液流儲能電池系統(tǒng)的電活性物質(zhì)存在于電解質(zhì)溶液中，電解質(zhì)打算著儲能電池系統(tǒng)的穩(wěn)定性、使用壽命及充放電能量效率。在液流儲能電池體系中，電解液中活性物質(zhì)以荷電的離子或離處于亞穩(wěn)定狀態(tài)。另一方面，在電池系統(tǒng)運行過程中，外場條件對電解質(zhì)溶液的粘度、離子配位狀態(tài)、穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。電解質(zhì)中的雜質(zhì)度提高的難題。為解決上述問題，需要加深理解和生疏電解質(zhì)活性物質(zhì)在高濃活性離子的物理化學(xué)性能的變化規(guī)律。為此，設(shè)臵如下爭論內(nèi)容：高濃度液流儲能電池電解質(zhì)溶液的制備方法爭論以不同種類釩的氧化物為原料,的濃度、初始酸度、反響溫度與時間等因素對電解液物理、化學(xué)特別是電化學(xué)性能的影響行為與機制，建立構(gòu)效關(guān)系，優(yōu)化制備條件。溶液中低價態(tài)釩物種存在形態(tài)的在線分析方法目前，低價釩物種的分析均承受離線分析方法。在較高的酸性溶液中，極少量的空氣即可將低價釩快速氧化，造成分析結(jié)果不準(zhǔn)，低價態(tài)活性物的組成、荷電狀態(tài)、溫度與pH等條件下不同釩化合物的硫酸溶液的拉曼、紅外以及紫外-可見光譜圖等。承受小波分析方法確定釩物種在不同電解液體系的存在形態(tài)所對應(yīng)的精細(xì)特征譜圖，并與電化學(xué)技術(shù)相結(jié)合，建立低價釩物種的在線分析方法。高濃度全釩液流儲能電池電解質(zhì)溶液穩(wěn)定化機制爭論隨著溫度上升因素，建立釩電解液的穩(wěn)定化機制和調(diào)控方法。高效能單液流電池電解質(zhì)溶液爭論爭論流淌的濃電解質(zhì)溶液中金屬離子沉積的電化學(xué)反響過程，以及電解質(zhì)溶液組成、濃度、活性離子存在狀態(tài)、配體和添加劑對沉積/溶解過程的影響；考察溶液中活性物質(zhì)濃度的提高與支持電解質(zhì)濃度、溶液粘度、溫度、導(dǎo)電性的關(guān)系；尋求金屬的快速均鍍及溶解定運行的調(diào)控機制。離子交換膜材料的組分、構(gòu)造對物性的影響機理及膜的材料設(shè)計理論和制備方法爭論在液流儲能電池中，離子交換膜起著阻隔正極和負(fù)極電解液、避開電池自放電引起能量損失、同時通過離子的傳導(dǎo)形成電池內(nèi)電透性、化學(xué)穩(wěn)定性與膜材料構(gòu)造的關(guān)系，缺乏深入的爭論，具有離子系，進展面對液流電池儲能的膜材料設(shè)計理論與制備方法。針對上述科學(xué)問題，承受理論設(shè)計與試驗驗證嚴(yán)密結(jié)合的方法，與方法。離子交換膜外表的熱力學(xué)吸附平衡爭論釩離子在離子交換膜內(nèi)的遷移過程，由離子基團在膜外表的離述。轉(zhuǎn)變離子交換膜內(nèi)固定電荷的種類、組成、數(shù)量，能夠定量調(diào)控固定電荷密度，進而影響電解液中多種價態(tài)的陽離子、陰離子、水合選擇性，減小自放電。離子交換膜內(nèi)的質(zhì)子傳導(dǎo)機理與影響規(guī)律爭論X衍射技術(shù)分析膜的物理構(gòu)造、電化學(xué)阻抗方法爭論離子交換膜內(nèi)固定電荷的化學(xué)官能團對離子通道的構(gòu)造與離子遷移過程的影響。分別考察在復(fù)合外場條件下〔濃度場、電場、壓力場等〕分子水平的微觀離子通道定量調(diào)控策略，實現(xiàn)離子交換膜的高選擇性、高電導(dǎo)率和高穩(wěn)定性。離子交換膜的長期與運行穩(wěn)定性爭論池中的長期運行穩(wěn)定性。利用超高電位、強氧化復(fù)原環(huán)境，以及溫度變化等手段，承受電化學(xué)-紅外、電化學(xué)-質(zhì)譜等原位試驗技術(shù)，表征膜材料化學(xué)構(gòu)造的變化。把液流電池性能試驗與微觀分析結(jié)果相結(jié)合，確定環(huán)境適應(yīng)性強、電化學(xué)性能優(yōu)異的離子交換膜材料。在解明和技術(shù)方法。型離子交換膜分子設(shè)計與制備方法爭論偏氟類聚合物離子交換膜以化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的聚偏氟乙烯〔PVDF〕為基體原料，通過體相相互作用，實現(xiàn)親水基團和疏水基團平衡，有效抑制膜材料溶脹。另PVDF基體內(nèi)混入無機納米顆?！睸iO

O、TiO

等〕進一步提高膜的機械強度和力學(xué)性能。烴類聚合物離子交換膜的爭論

2 2 3 2液流電池儲能技術(shù)最終能否普及應(yīng)用的關(guān)鍵在于其技術(shù)是否有Nafion115Nafion117800儲能電池用型膜材料。兩性離子交換膜的探究陰陽離子兩性離子交換膜綜合陽離子膜和陰離子膜的各自優(yōu)勢，形成不同水合物特性，探究雙極性膜在液流電池過程的應(yīng)用特性。多場作用下的電極反響機理、電極材料的設(shè)計理論和制備方法爭論多場協(xié)同作用下的電極反響機理電極材料的外表改性及構(gòu)造優(yōu)化，建立提高電極反響活性和選擇性，降低電子傳導(dǎo)阻力的策略和方法。電極極板材料的構(gòu)造設(shè)計及制備極極板材料在強氧化性及電池工作的電場環(huán)境中的腐蝕機理及抑制方法。在此根底上，爭論電極極板的材料組成、構(gòu)造設(shè)計方法和制備工藝，降低電極與極板間的接觸電阻。高效能液流儲能電池體系關(guān)鍵材料及電池系統(tǒng)爭論/溶解過程，探究電沉積/溶解氧化復(fù)原反響，探究符合單液流儲能電池應(yīng)用的電極材離子傳導(dǎo)率、高選擇性、低本錢的阻溴復(fù)合膜材料，提高鋅溴電池的求，爭論正/負(fù)電極的匹配規(guī)律，設(shè)計和組裝液流儲能體系電池，學(xué)體系。液流儲能電池模塊和系統(tǒng)構(gòu)造設(shè)計與規(guī)模放大的模擬仿真理論及系統(tǒng)集成方法爭論液流儲能電池是由多個相互關(guān)聯(lián)的單元部件構(gòu)成。電池運行涉及非穩(wěn)態(tài)強化傳質(zhì)、傳熱及電化學(xué)反響等簡潔因素。在實際應(yīng)用中，電池模塊內(nèi)電極外表及單電池相互之間和電池模塊與模塊之間電解有效降低本錢。本課題擬通過模擬仿真和試驗驗證相結(jié)合的方法，重點爭論大功率液流儲能電池內(nèi)電極外表及各單電池內(nèi)電解質(zhì)溶液傳質(zhì)的均勻性和電流密度分布均勻性與電池構(gòu)造的關(guān)聯(lián)。考察電解質(zhì)溶液的濃度、流速、溫度、充放電模式、運行電流密度對電池模塊性能的影響的影響規(guī)律。進展電流密度均勻分布調(diào)控方法，優(yōu)化電池構(gòu)造設(shè)計，設(shè)計與規(guī)模放大原則和策略。大規(guī)模液流儲能技術(shù)的系統(tǒng)耦合及綜合能量治理把握策略的基礎(chǔ)爭論大規(guī)模高效液流電池儲能系統(tǒng)涉及發(fā)電裝臵、液流儲能電池裝臵、電力電子變換裝臵、用電負(fù)荷或電力系統(tǒng)等多個組成體系，是電能電池系統(tǒng)的組合方式、容量大小以及電力變換器、用電負(fù)荷、把握系統(tǒng)仿真建模技術(shù)、先進傳感與通訊技術(shù)及現(xiàn)代優(yōu)化把握理論相結(jié)模液流電池儲能技術(shù)的系統(tǒng)耦合把握方法及綜合能量治理策略。再生能源發(fā)電系統(tǒng)的綜合仿真與試驗爭論。二、預(yù)期目標(biāo)總體目標(biāo)發(fā)電、輸電、配電、儲電、用電是電力產(chǎn)業(yè)鏈的五大重要環(huán)節(jié)，是解決可再生能源發(fā)電的隨機性和間歇性，改善可再生能源發(fā)電質(zhì)量，推動可再生能源普及應(yīng)用的重要技術(shù)。源普及應(yīng)用對大規(guī)模高效儲能技術(shù)的重大需求。五年預(yù)期目標(biāo)說明液流儲能電池關(guān)鍵材料的組成、構(gòu)造與物性的構(gòu)效關(guān)系；提示電池相關(guān)反響機理以及對電池性能的影響規(guī)律；進展材料形態(tài)、工程根底方法。建立高性能、低本錢液流儲能電池電解質(zhì)溶液、離子交換膜、率前提下，離子交換膜的本錢降低至現(xiàn)在使用的杜邦公司Nafion115膜的45%15%以下。確定大規(guī)模、高效液流儲能電池模塊和電池系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型的降低本錢，推動產(chǎn)業(yè)化進程。爭論由發(fā)電、液流儲能電池儲能、電能轉(zhuǎn)換、用電負(fù)荷等多體系的系統(tǒng)耦合的根底理論，把握并完善系統(tǒng)耦合模擬仿真的建模方綜合能量治理把握策略。綜合本工程的爭論成果，集成出由5kW風(fēng)光互補發(fā)電體系，輸出功率大于5kW50kWh75%術(shù)支撐。50SCIEI收錄論文200篇以上；培育2～3名具有國際影響的學(xué)術(shù)帶頭人和一批中青年50名以上本工程相關(guān)領(lǐng)域的爭論生。三、爭論方案統(tǒng)節(jié)能減排重大國策對大規(guī)模高效儲能技術(shù)的重大需求。工程的總體學(xué)術(shù)思想4.1所示。以物理化學(xué)、電化學(xué)、材料化學(xué)、化學(xué)工程、電力電子學(xué)、化學(xué)分析、外表科學(xué)等多學(xué)科的根底理論為科學(xué)根底，從進展大規(guī)模高效液流儲能電池關(guān)鍵材關(guān)鍵科學(xué)問題和主要爭論內(nèi)容開放深入、系統(tǒng)、扎實的爭論。以求在5年內(nèi)取得具有原始創(chuàng)的突破性根底爭論成果，提示電解質(zhì)溶液、科學(xué)需求科學(xué)需求大規(guī)模高效液流電池儲能技術(shù)學(xué)科進展需求社會需求可再生能源發(fā)電的普及節(jié)能減排重大國策的落實待解決的科學(xué)與技術(shù)問題大規(guī)模高效液流電池儲能技術(shù)根底理論大規(guī)模高效液流儲能電池根底工程技術(shù)研究內(nèi)容1.2.1.2.3.4.電池相關(guān)反響機理及調(diào)控機制高性能、低本錢關(guān)鍵材料設(shè)計理論與合成方法模擬仿真模型及模擬仿真理論多體系耦合及把握治理策略的原理關(guān)鍵材料規(guī)?；苽涔に囯姵啬K與電池系統(tǒng)規(guī)模放大的模擬仿真及系統(tǒng)集成方法3. 多體系的系統(tǒng)耦合及綜合能量把握治理策略成果與成果驗證建立大規(guī)模高效液流電池儲能技術(shù)科學(xué)理論體系創(chuàng)立綜合驗證平臺，試驗驗證、優(yōu)化根底理論和工程技術(shù)，推動有用化的影響。探究發(fā)電、儲電、電能轉(zhuǎn)換、用電復(fù)合體系的系統(tǒng)耦合和綜5kW/50kWh液流電池儲能系統(tǒng)爭論平臺，試驗驗證、優(yōu)化、完善根底爭論成果。建撐。4.1本工程爭論的總體學(xué)術(shù)思路技術(shù)途徑本工程圍繞大規(guī)模高效液流電池儲能技術(shù)重大根底理論與關(guān)鍵的現(xiàn)代分析手段，完成材料構(gòu)造、形態(tài)、物性的表征；承受儀器分析液、離子交換膜、電極極板、電池模塊和系統(tǒng)部件的合成、制備、加工和集成。為表達(dá)、驗證和完善本工程獲得的理論、方法，集中工程各課題的爭論成果，構(gòu)建含太陽能/風(fēng)能發(fā)電、5kW/50kWh液流儲能到系統(tǒng)，從測試表征到驗證平臺及工程化的根底理論與工程技術(shù)研究。工程創(chuàng)性與特色工程的主要創(chuàng)點根底理論創(chuàng)電、儲能、電能變換、用電負(fù)荷等多體系間的系統(tǒng)耦合技術(shù)和綜合能量治理把握策略。方法創(chuàng)在液流儲能電池關(guān)鍵材料的構(gòu)效關(guān)系等根底理論和設(shè)計原理的離子交換膜及電極極板材料合成、制備及材料物性表征評價的方法；建立多場協(xié)同作用下高濃度簡潔溶液體系的物理化學(xué)爭論方法，建立液流儲能電池模塊及電池系統(tǒng)構(gòu)造設(shè)計優(yōu)化的模擬仿真理論和批量制備及系統(tǒng)集成方法。系統(tǒng)集成創(chuàng)5kW50kWh的液流儲能電池系統(tǒng)。綜合本工程爭論成果，集成出包括風(fēng)光互補發(fā)電體系，上述液流儲能電池體系，放大和實際應(yīng)用奠定根底。工程的特色針對國家重大需求本工程針對我國太陽能和風(fēng)能等可再生能源發(fā)電的普及應(yīng)用及突破的關(guān)鍵科學(xué)問題，有著直接而明確的應(yīng)用背景。綜合性、系統(tǒng)性的創(chuàng)爭論材料化學(xué)、化學(xué)工程、電力電子學(xué)、化學(xué)分析、外表科學(xué)等多學(xué)科領(lǐng)域。其爭論目標(biāo)的實現(xiàn)，必將帶動多學(xué)科穿插根底理論體系的進展?？貦C制，又包括電池模塊及電池系統(tǒng)構(gòu)造設(shè)計的模擬仿真及規(guī)模放大，發(fā)電、儲電、電能變換、用電負(fù)荷等多體系的系統(tǒng)耦合和綜合能能技術(shù)的進步和實際應(yīng)用。創(chuàng)的組織實施機制團隊中既有清華大學(xué)、中南大學(xué)、華中科技大學(xué)等大學(xué)爭論團隊，又池產(chǎn)業(yè)化為主的大連融科儲能技術(shù)進展和液流電池儲能技術(shù)的潛在用戶—儲能電池的工程化和產(chǎn)業(yè)化進程。取得重大突破的可行性分析明確的學(xué)術(shù)思想、爭論目標(biāo)、可行的技術(shù)路線本工程組織了中國科學(xué)院、教育部、中國人民、國家電網(wǎng)所屬的在液流儲能電池相關(guān)學(xué)科領(lǐng)域如液流電池儲能技術(shù)、燃料電池、二次電池、電化學(xué)、材料、電力電子，有著多年爭論工作積存家可再生能源的普及應(yīng)用和電力系統(tǒng)節(jié)能減排對大規(guī)模高效儲能技內(nèi)容，組織爭論隊伍，開展深入系統(tǒng)的理論、試驗和模擬仿真的爭論理論、科學(xué)方法支撐。工程的前期爭論工作已取得了重大進展，關(guān)鍵科學(xué)問題源于工程開發(fā)中遇到的瓶頸問題，具有明確的爭論目標(biāo)。大的連接。產(chǎn)、學(xué)、研有機結(jié)合的爭論團隊和先進的爭論平臺及良好的前期爭論積存4個國家試驗室或國家重點試驗室，3個國家工程爭論中心，5個省部級重點試驗2名院士，32名具有高級職稱的爭論人員，一補、上下游結(jié)合的爭論團隊，通過合作爭論和學(xué)術(shù)溝通，對工程的關(guān)爭論工作的需要。四、年度打算爭論內(nèi)容1、進展液流儲能電池關(guān)鍵材料的構(gòu)效關(guān)

預(yù)期目標(biāo)1、初步確立電解液制備方法；建立活性物中酸濃度、活性物種存在形態(tài)與含量、制備2、初步確定較好穩(wěn)定性的基膜材料，了解各方法、添加劑對電解液性能的影響規(guī)律；種離子在膜中的遷移規(guī)律；第 力學(xué)平衡關(guān)系和離子傳導(dǎo)機理爭論電極一 極板外表性質(zhì)和導(dǎo)電性對電極性能的影年 響規(guī)律以及探究高比能量電對體系及度 鋅溴電池中負(fù)極鋅沉積規(guī)律。2、通過試驗的方法確定電池模塊和系統(tǒng)模擬仿真的相關(guān)參數(shù)；3、爭論液流儲能電池系統(tǒng)能量轉(zhuǎn)換過程耦合機理及能量貫穿性分析和系統(tǒng)功率變換網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼壜?lián)優(yōu)化方法。

3、提示電極外表性質(zhì)對電極影響規(guī)律；42-3明鋅溴電池中鋅沉積/溶解的影響因素。5、建立液流儲能單電池模擬仿真模型，實現(xiàn)律；完成大面積液流儲能單電池試制試驗。6、完成液流電池特性試驗和電氣建模，建立系統(tǒng)功率變換拓?fù)淠M仿真模型。71027101、確定液流儲能電池關(guān)鍵材料組分設(shè)計

1、建立高濃度、高穩(wěn)定性電解液制備方法及添加劑對電解液穩(wěn)定性影響規(guī)律爭論及第 活性離子存在形態(tài)在線檢測方法爭論聚二 偏氟乙烯基非氟烴類及陰陽復(fù)合離子交年 換膜的合成設(shè)計理論初步爭論及相應(yīng)膜度 材料的離子傳導(dǎo)機理爭論電極石墨化處

2明確離子在膜內(nèi)傳導(dǎo)規(guī)律。3、把握電極外表性質(zhì)對電極性能影響規(guī)律；1-2理工藝、一體化電極極板構(gòu)造設(shè)計根底、過程動力學(xué)方程；金屬基復(fù)合極板制備技術(shù)及電極反響動力學(xué)方程爭論。組配單電極液流電池，及

4、初步把握體系電池的組配方法，調(diào)控負(fù)極鋅在充放電過程中的形貌，延長壽命。鋅溴電池負(fù)極鋅電化學(xué)形貌及微構(gòu)造調(diào)控策略爭論。

5、建立電池模塊模擬仿真模型，實現(xiàn)不同構(gòu)造設(shè)計的電池模塊性能的推想；完成5kW、210kW、20kW與試驗手段相結(jié)合，進展模塊流道設(shè)計和6、建立液流電池與電力變換器集成的仿真模5kW、10kW20kW3、爭論液流儲能電池與電力變換器的模仿真；液流儲能電池把握系統(tǒng)的信息獲

行狀態(tài)推想模型。7114012取、處理與融合技術(shù)。1、考察外界影響因素和電化學(xué)反響對 1、說明多場條件下電解質(zhì)溶液中各種活性作用方式。2第成膜工藝。三3、優(yōu)化一體化電極極板構(gòu)造與制備技年術(shù)，考察金屬基極板的構(gòu)效關(guān)系。

離子的存在狀態(tài)和穩(wěn)定化調(diào)控機制。2建立高性能離子交換膜合成方法。3建立一體化電極極板的構(gòu)造設(shè)計與制備方法；改進金屬基極板性能。4把握高濃度電解質(zhì)溶液中各相關(guān)組份間機理。度 4、爭論液流體系用高濃度電解液溶力學(xué)規(guī)律。5、建立液流儲能電池系統(tǒng)模擬仿真模型；爭論輸送泵、公用工程等系統(tǒng)內(nèi)的單元、過程的優(yōu)化集成設(shè)計。6、爭論大規(guī)模液流儲能系統(tǒng)的動態(tài)穩(wěn)定流電池儲能/可再生能源發(fā)電混合協(xié)調(diào)

5、建立液流儲能電池系統(tǒng)模擬仿真模型現(xiàn)不同集成方式的系統(tǒng)性能的推想等性能，降低電池系統(tǒng)本錢；6電池儲能系統(tǒng)的電能變換拓?fù)浼捌浯笠?guī)模串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的分析、設(shè)計和把握的系列理論。的動態(tài)、穩(wěn)態(tài)數(shù)值仿真和物理仿真模型。71141121、重點進展液流儲能電池