大尺度釩電池石墨烯電極材料問世

近日，長沙理工大學丁美、賈傳坤教授團隊聯合多家科研團隊，自主研發設計出了世界首款液流電池電極材料大尺度生長設備，并開發出了一種大規模儲能釩電池專用的石墨烯復合電極材料，可顯著提高釩電池功率密度、能量效率和循環壽命，有效降低釩電池成本。這一技術有望為大規模儲能液流電池的商業化電極開發提供新思路。相關成果于6月7日發布在我國著名學術期刊《納米研究》上。

為如期實現2030年前“碳達峰”、2060年前“碳中和”目標，太陽能、風能等新能源開發利用成為研究熱點。但新能源發電存在不穩定、不連續等問題，急需研發先進的大規模儲能裝置和技術。液流電池因循環壽命長、安全可靠、可快速和深度充放電等優點，成為目前最具潛力的大規模儲能技術之一。不過，現下發展最為成熟的釩液流電池，依然存在成本高和電池能量密度低的商業瓶頸。

丁美介紹，電極材料是釩電池功率模塊成本和電池轉化效率高低的決定性因素。該類電池常用的石墨氈或碳氈電極材料，存在比表面積低和催化性能差等缺點，嚴重影響了電池功率、效率和使用壽命。

團隊最新自主研發出的新型大尺寸石墨烯復合電極，可有效提升電極比表面積和對釩離子氧化還原反應的催化性能。實驗數據顯示，以該石墨烯復合電極組裝的釩電池，功率密度較原始電極材料可提升80%以上，同時還表現出了優越的循環穩定性。目前，該成果已完成專利技術轉化，進入商業應用孵化和中試階段。