《面向電網儲能的液態金屬電池安全特性研究》是依託華中科技大學，由王康麗擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：面向電網儲能的液態金屬電池安全特性研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：王康麗
- 依託單位：華中科技大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
大規模儲能是消納可再生能源發電和建設智慧型電網的關鍵技術之一。新近發展起來的液態金屬電池是一類廉價高效的大型電化學儲能技術，有望套用於電網的大規模儲能。作為一種全液態金屬高溫電池，其安全特性是儲能領域普遍關心的問題。本項目將圍繞液態金屬電池的安全特性，分別從電池失效機制、材料的高溫腐蝕行為及複雜工況下的電池安全特性等三個方面對影響電池安全性的主要因素進行系統地分析和研究。在此基礎上，提出通過採用膏狀電解質改善電池的安全性，通過建立SOC預測模型有效監測電池安全狀態，初步解決液態金屬電池安全性的一些關鍵科學問題，為其大規模儲能套用奠定基礎。
結題摘要
項目圍繞液態金屬電池的安全特性，深入研究了新型錫基液態金屬電池體系的微觀反應機理，揭示了電池失效的主要原因。研究結果表明高熔點低密度放電產物在反應界面的不可逆累積以及關鍵電池材料的高溫腐蝕是導致電池失效的主要原因。基於電池的反應機理和失效模型，進一步提出了提高電池安全性的改進措施和解決辦法，並通過最佳化電池正負極集流體的材料和設計，成功構建了穩定的動態反應界面，顯著提高了電池的循環穩定性。研究了熱衝擊下液態金屬電池的安全可靠性，實驗結果顯示電池在反覆冷卻降溫再升溫處理後性能未見明顯變化，展現了良好的耐熱衝擊性。同時，通過對液態金屬電池的熱場進行建模仿真，初步研究了電池在極端工況下（大電流、內短路、外短路等）的熱效應，評估了不同工況下液態金屬電池的安全可靠性。構建了液態金屬電池模型，套用擴展卡爾曼濾波法實現了SOC的精確估計，為液態金屬電池的可靠高效管理奠定了基礎。
