大尺度钒电池石墨烯电极材料问世

科技日报长沙6月9日电 （记者俞慧友）记者9日从长沙理工大学获悉，该校丁美、贾传坤教授团队联合多家科研团队，自主研发设计出了世界首款液流电池电极材料大尺度生长设备，并开发出了一种大规模储能钒电池专用的石墨烯复合电极材料，可显著提高钒电池功率密度、能量效率和循环寿命，有效降低钒电池成本。这一技术有望为大规模储能液流电池的商业化电极开发提供新思路。相关成果6月7日发布在我国著名学术期刊《纳米研究》上。

为如期实现2030年前碳达峰、2060年前碳中和目标，太阳能、风能等新能源开发利用成为研究热点。但新能源发电存在不稳定、不连续等问题，急需研发先进的大规模储能装置和技术。液流电池因循环寿命长、安全可靠、可快速和深度充放电等优点，成为目前最具潜力的大规模储能技术之一。不过，现下发展最为成熟的钒液流电池，依然存在成本高和电池能量密度低的商业瓶颈。

丁美介绍，电极材料是钒电池功率模块成本和电池转化效率高低的决定性因素。该类电池常用的石墨毡或碳毡电极材料，存在比表面积低和催化性能差等缺点，严重影响了电池功率、效率和使用寿命。

团队最新自主研发出的新型大尺寸石墨烯复合电极，可有效提升电极比表面积和对钒离子氧化还原反应的催化性能。实验数据显示，以该石墨烯复合电极组装的钒电池，功率密度较原始电极材料可提升80%以上，同时还表现出了优越的循环稳定性。目前，该成果已完成专利技术转化，进入商业应用孵化和中试阶段。