液态金属电池基础技术

图说液态金属电池的制造

液态金属电池的构造其实很简单，两边是呈液态的金属电极，中间夹着熔盐作为

电解质。

早期的液态金属电池实物模型，显示出堆叠在一起的电池单元。由厚厚的一层泡沫绝缘材料包裹着处于核心位置的电池。中心处的彩色材料片代表着熔化了的电池材料。

其实液态金属电池的制造并没有想象中的那么复杂，完全可以使用简单的工具制造出来。比如数控机床中的“带锯”和“钻床”。

这是试验中制造出来的第一个可行的设计产品，这块电池的直径为1英寸（约

2.54厘米）。

液态金属电池的制造技术已经逐步升级。这里显示了几种电池，从直径1英寸（约2.54厘米）的到目前最大的40厘米电池（表面有三个圆孔的）都有。在每个电池内，都含有两种金属用来充作电极材料和电解质。液态金属的得名源于这两种金属通过加热过程，最终融化为液态，经过自然分隔，形成三个不同的层次，以满足电池的运行。

在实验过程中，大多数测试都是使用直径4英寸（约10.16厘米）的电池进行的。这里显示了电池在绝缘加热器中的情况。电池内的电极和电解质在室温下呈固态，需要经过熔化以供电池运行。在这一过程中，电池会被加

热到650℃，而通常的运行状态只需要500℃。在熔融状态下，电极材料的导电性极高，可以使电池的充电和放电过程非常迅速。

目前最大的直径40厘米电池正在钢制金属桶内进行测试。左侧的设备是充电器，右侧的设备是监测站。尽管钢制金属桶上标示着“热”，但实际上桶外的温度并不高，完全可以触摸。

可再生电源不但清洁环保而且可以循环使用。据外媒报道，美国麻省理工学院材料科学与工程教授唐纳德・沙德维及其学生所组成的研究团队，已经成功地制造出一种这样的电池，称为液态金属电池。液态金属电池具有成本低、功率高、容量大的特性，可以平衡电网的波动，有助于防止突发性断电，同时可以兼容使用更多像风能和太阳能那样的间歇性电源。

液态金属电池的构造其实很简单，两边是呈液态的金属电极，中间夹着熔盐作为电解质。事实上，这种电池是沙德维所带领的研究团队参与的一个“借助现有材料，创建更廉价产品”项目的产物，而他们的最初目的只是决定研发一块巨大的并且成本低廉的电池。

液态金属电池的第一个原型还没有相机的镜头大，之后成功实验了直径6英寸（约15.24厘米）、存储容量上升200倍的电池。目前，已经制造出直

径最大40厘米的电池。越大的电池，工作效率就越高，从而最终使得太阳能电池板和风力涡轮机所产生的电能存储起来更容易。

沙德维表示：“如果我们拥有一块足够大的电池，就可以解决间歇性电源的并网问题。实现像煤炭、天然气和核能那样产生的电能，保护电网不再受到风能、太阳能的并网影响。”

沙德维及其学生所组成的研究团队已经成立了液态金属电池公司，位于美国马萨诸塞州坎布里奇市一幢写字楼的地下室。他们在一个看起来更像加工车间的实验室中，努力地将电池设计简单化，以便在大规模制造时，可以简捷地使用低廉的标准化设备。

在将来的某一天，液态金属电池可以使风能、太阳能这样的可再生能源，更加稳定地融入到我们使用的电网中。也许很快地，我们就能在市场上看到这种液态金属电池了。(焦旭)

MIT研究团队开发出新型液态金属电池

2014-09-24 16:59:50 6321 次阅读 5 次推荐稿源：0条评论

可再生能源的能量存储能力一直是阻碍可再生能源发展的一大障碍，来自麻省理工学院（MIT）的一组研究人员开发出了一种新型全液态金属电池系统，这种系统造价便宜，且使用寿命较长。据研究团队称，此装置可让风能和太阳能这些可再生能源具备与传统能源相竞争的能力。

项目负责人，MIT材料化学教授Donald Sadoway一直致力于探索研究可达到电网规模级应用的“液态电池”，我们曾经报道过，同样由Donald Sadoway 带领的MIT科研团队已经研制出过液态金属电池原型，现在其团队推出了改进版的新型液态金属电池。

液态金属电池内部没有使用任何固体材料制作，电池的阴极、阳极和储能元件等全部都采用融化的液体来制作。研究小组多年来试验了多种不同的组合成分。最早的设计中，电极部分采用了液态锑和液态镁，储能元件则采用硫化钠材料制作。由于密度不同，因此几种液态金属材料彼此之间并不会混合在一起，而会像油水那样出现分层结构。

在原来使用液态锑做电极材料时，系统需要保持700°C 的高温才能够运行，经过改进后研究人员使用了锂与铅和锑的混合金属制作电极，使得工作温度降低至400~500°C。同时研究人员发现使用这种新材料电极获得了更多的益处，获得了比仅使用锑更高的电压，以及比仅使用铅更低的熔点。

研究团队表示新版本的电池能够在更低的温度下工作，具有更长的使用寿命以及更低的主题成本。在测试中发现，经过十年的日常充放电后，这种电池仍能保持初始转化效率的85%（初始转化效率约为70%）。

新能源来了，国产太阳能液态金属电池明年

雷锋网(搜索“雷锋网”公众号关注)6月4日消息，昨日华中科技大学正式公布了一个太阳能液态金属储能电池项目，而新型电池有望于2017年研发出来。

据悉，该项目是由华中科技大学与长沙企业威胜集团联合研发，前者的低成本太阳能电池、半导体紫外LED、工业激光技术等最新光电技术也在昨日亮相。

相关专家表示，液态金属电池在兼容风电、光伏等间歇性能源时能很好地平衡电网波动，防止突发性断电，在大规模储能方面优势明显。

显然，在能源日益紧张的趋势下，发展新的储能技术显得越来越重要。专家认为，未来液态金属储能技术将会成为主要的储能技术之一。