摘要
本研究执行过程成功研制5千瓦全钒液流电池，以及输出功率10千瓦、储能容量20千瓦时的蓄电储能样机和全自动监控设备。掌握液流电池的电化学反应、流体力学和工程放大规律，建立全钒液流电池研究开发平台，形成全钒液流电池蓄电储能装置的设计方法。与此同时，开展了全钒液流电池关键材料（膜、电解液）的产业化制备技术研究，确定和优化制备工艺与生产过程。突破以往离子交换膜的概念限制，提出利用纳米尺度孔径膜材料的“筛分”效应，满足全钒液流电池对隔膜综合性能需求。在国际上首次提出分子间亲水/疏水相互作用诱导高分子溶液相分离的科学原理，通过在疏水性高分子溶液中引入亲水性单体聚合形成的低聚物方式，调控铸膜液中分子间相互作用和相分离过程动力学，制备纳米尺度的高稳定性多孔膜。在大量科学研究工作基础上，完成工业规模的制膜工艺放大和批量化生产，所制聚偏氟乙烯（PVDF）质子传导膜面积800×900mm，厚度在60～150μm之间可调，电导率达到3×10－2 S/cm。开发成功全钒液流电池关键材料生产过程配套工艺与设备，取得完全自主知识产权的技术、工艺与配套装备。研究了电池成组过程电池单元模块与储能系统间的相互影响，探索材料衰减机制及单体电池之间的高效连接方式；初步确立大容量、长寿命的全钒液流电池系统集成技术，发展大容量储能电站设计方法。形成了全钒液流电池技术领域系列发明专利，显著推进电化学蓄电储能产业发展。
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