大功率高温熔盐铁氧电池研制成功

近日，宁波诺丁汉大学与中国科学院上海应用物理研究所合作研制出了一种可充电的高温熔盐铁氧电池，论文成果发表在期刊《ChemSusChem》上。

据了解，目前，可充电电池研发面临的主要挑战是性能较差，容易在多次使用后过快地损失能量和功率。而该款电池有效解决了这些问题，显著提高了电池功率，续航时间也长于传统电池。

具体来说，由于在现实环境中观察到的反应缓慢，现今传统电池的研究结果远低于理论预期，需进一步提高。“固体燃料电池使用锡或铋作为负极材料，使得金属和固体电解质之间形成了金属氧化物，出现了阻碍离子传导性的问题。也就是说，目前可充电的金属空气电池电极反应动力迟缓，导致能量和功率密度低。因此，激活负极和正极的反应至关重要。”宁波诺丁汉大学教授陈政说。

该团队在研究试验后发现，使用低成本的金属铁等为原料，经过高温激活后，电池含有的熔融碳酸盐和固体氧化物的双相电解质可在高温电流下充电，且在充电状态下保持所需的稳定性和安全性。这是利用了“熔盐具有溶解金属氧化物的能力，金属在熔盐中可以实现快速多电荷转移”的理论。新款电池的能量、比功率、密度和功率密度分别为129.1Wh/kg、2.8kW/kg、388.1Wh/L和21.0kW/L，在有效控制了成本的情况下，性能也得到大幅提升。

中国科学院上海应用物理研究所熔盐化学与工程技术部副研究员彭程表示，高温熔盐铁氧电池结合了固体氧化物燃料电池和熔融金属空气电池的优点，在不影响能量容量的情况下，提高了电池反应动力和功率容量。

该研发团队认为，这款新电池在可再生能源存储领域有巨大的应用潜力。“例如，熔盐是高温下太阳能加热的理想储存液。因此，熔盐铁氧电池能够储存太阳能和电能，将来可在很大程度上满足家庭和工业的能源需求。”陈政说。