AlF3-PBI膜

锌铁液流电池高功率

通过路易斯酸AlF3调控PBI膜的化学环境，加速电荷平衡离子扩散，大幅提升碱性锌铁液流电池的倍率性能和功率密度。

Xinru, Yang · Zhiquan, Wei · Hong, Hu · Zhu, Jiaxiong · 丽培 · Wang, Tairan · 范俊 · 支春义

Advanced Materials 2025

具体参数

能量效率

80 %

功率密度

1000 mW cm⁻²

循环后能量效率

80 %

技术优势

能量效率超过80%

在40到240 mA cm⁻²的宽电流密度范围内，采用AlF3-PBI膜的碱性锌铁液流电池能量效率均超过80%，表明膜具有优异的倍率性能。

功率密度接近1000 mW cm⁻²

使用AlF3-PBI膜的电池功率密度接近1000 mW cm⁻²，远超常规PBI膜，大幅提升液流电池的功率输出能力。

循环稳定性好

在140 mA cm⁻²的高电流密度下循环500次后能量效率仍超过80%，膜在碱性条件下保持稳定，确保电池长期可靠运行。

离子扩散加速

AlF3降低苯并咪唑环的电子云密度，减弱其与电荷平衡离子的静电相互作用，降低离子扩散阻力，从而提高膜的离子电导率。

应用场景

• 液流电池：替换PBI膜直接提升功率密度和循环稳定性。
• 锌基电池：改善锌基电池中膜离子传输，提高倍率性能。
• 碱性膜：碱性膜离子电导率低，该膜经路易斯酸改性加速离子扩散。
• 电网储能：高功率、长循环锌铁液流电池适用于大规模储能。