摘要
氧化还原液流电池具有安全性能高、可深度充放电、设计灵活等优势,在大规模储能领域得到了广泛关注,是实现"双碳"目标的一种重要储能技术.然而,较低的能量密度限制了液流电池的应用前景,因此亟需开发高能量密度的液流电池体系.液流电池的能量密度取决于电池关键材料的性能,尤其是正、负极电解液中活性物质的溶解性和电解液的电化学活性.因此,液流电池关键材料的开发和性能表征是液流电池领域中的重要研究方向.本文综述了高能量密度液流电池的主要构建策略,着重讨论了多电子转移体系、提高活性物质溶解度、半固态流体电池和氧化还原靶向反应液流电池四种提升电池能量密度的方法,并介绍了当前液流电池领域中的先进原位表征技术,包括原位拉曼光谱、原位紫外-可见吸收光谱、原位红外光谱和原位核磁共振技术.本文总结了高能量密度液流电池关键材料的研究进展,明确了原位表征技术在揭示复杂电化学反应机理中的重要作用,并对高能量密度液流电池的应用场景进行了展望.
基金项目
湖南省自然科学基金面上项目(2023JJ30011)
湖南省教育厅科技项目(21A0195)
湖南省教育厅科技项目(21C0215)
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