39、锌/溴电池：特性、性能与应用全解析

锌/溴电池：特性、性能与应用全解析

1. 锌/溴电池概述

锌/溴电池在公用事业储能和电动汽车应用方面极具吸引力。早在100多年前，基于锌/溴电对的电池概念就已获得专利，但商业化进程曾受两大固有特性阻碍：一是锌沉积时易形成树枝状结晶，二是溴在溴化锌水溶液电解质中的高溶解度。树枝状锌沉积物易导致电池短路，而溴的高溶解度会使其扩散并与锌电极直接反应，造成电池自放电。

不过，20世纪70年代中期至80年代初，埃克森（Exxon）和古尔德（Gould）的研发项目克服了这些问题。此后，古尔德的技术由能源研究公司进一步开发，但未保持高度活跃。80年代中期，埃克森将其锌/溴技术授权给多家公司，包括美国的江森自控（Johnson Controls）、欧洲的Studiengesellschaft für Energiespeicher und Antriebssysteme（SEA）、日本的丰田汽车公司和明电舍公司，以及澳大利亚的舍伍德工业公司。1994年，江森自控将其在锌/溴技术方面的权益出售给位于美国和澳大利亚的ZBB能源公司。1993年，Powercell公司成立，如今所讨论的技术基于埃克森的原始设计。

锌/溴电池技术具有诸多优点和缺点，具体如下表所示：
| 优点 | 缺点 |
| — | — |
| 循环电解质便于热管理，且能为每个电池单元均匀供应反应物 | 需要辅助系统进行循环和温度控制 |
| 具有良好的比能量 | 系统设计必须确保安全，如同所有电池一样 |
| 能量效率高 | 充电时关闭，初始自放电率较高 |
| 由低成本且易于获取的材料制成 | 可能需要提高中等功率能力 |
| 采用传统制造工艺，组件可回收/再利用