鋅溴電池是一種將能量?jì)Υ嬖谌芤褐械碾娀瘜W(xué)系統,，是一種單沉積型液流電池,負極電對的充放電產(chǎn)物不溶于電解液而沉積在電極上。正負半電池由隔膜分開(kāi),兩側電解液均為ZnBr2溶液。電解液在儲液罐和電池構成的閉合回路中循環(huán)流動(dòng)的原動(dòng)力為動(dòng)力泵?；瘜W(xué)反應的動(dòng)力是氧化還原反應電極對間的電勢差。Zn-Br電池的電極反應為：

充電時(shí)鋅沉積在負極上,正極上溴離子失去兩個(gè)電子變成單質(zhì)溴。放電時(shí),與充電過(guò)程相反,在負、正極上分別生成鋒和溴離子。溴在水中溶解,Br3-、Br5-離子產(chǎn)生分離,并以,Br3-、Br5-離子形式從由正極向負極擴散,擴散到負極附近,沉積的鋅與之發(fā)生反應,會(huì )造成自放電。而在電極表面之間的微孔隔膜阻止了溴向鋅沉積物的擴散,減少了電池的自放電。鋅溴電池比能量435wh/kg。

1、鋅溴液流電池的結構

鋅溴液流電池主要由三部分組成，包括液路循環(huán)及輔助系統、電解液以及電堆。其中電堆為雙極性結構，每片電池通過(guò)雙極板在電路上形成串聯(lián)結構，而電解液通過(guò)管泵系統并聯(lián)地分配到每片電池中，在提高電池的功率密度的同時(shí)，液路的并聯(lián)結構為片間的一致性提供保障；液路循環(huán)及輔助系統主要由儲罐、管泵、二相閥及各種傳感器構成，在進(jìn)行電解液循環(huán)的同時(shí)，實(shí)時(shí)的反饋電池的各項信息，如液位、溫度等。

2、鋅溴電池的特點(diǎn)

同其它電池技術(shù)相比，鋅溴液流電池技術(shù)具有下列特點(diǎn)：

（1）鋅溴液流電池具有較高的能量密度。鋅溴液流電池的理論能量密度可達435W.h/kg，實(shí)際能量密度可達60W.h/kg；

（2）正負極兩側的電解液組分(除去絡(luò )合溴)是完全一致的，不存在電解液的交叉污染，電解液理論使用壽命無(wú)限；

（3）電解液的流動(dòng)有利于電池系統的熱管理，傳統電池很難做到；

（4）電池能夠放電的容量是由電極表面的鋅載量決定的，電極本身并不參與充放電反應，放電時(shí)表面沉積的金屬鋅可以完全溶解到電解液中，因此鋅溴液流電池可以頻繁地進(jìn)行100％的深度放電，且不會(huì )對電池的性能和壽命造成影響；

（5）電解液為水溶液，且主要反應物質(zhì)為溴化鋅，油田中常用作鉆井的完井液，因此系統不宜出現著(zhù)火、爆炸等事故，具有很高的安全性；

（6）所使用的電極及隔膜材料主要成分均為塑料，不含重金屬，價(jià)格低廉，可回收利用且對環(huán)境友好：

（7）系統總體造價(jià)低，具有良好的商業(yè)應用前景。

3、鋅溴電池的應用

在設計鋅溴液流電池組系統的時(shí)候,有許多的靈活性。電池組能夠定制適合于一種特殊的應用,在這里多個(gè)組件共用一套電解質(zhì)儲?S或每個(gè)組件含有電堆、電解質(zhì)儲罐和控制器組成一個(gè)完整的系統。

（1）特種上的應用

液流電池最合適的市場(chǎng)在特種方面。液流電池的優(yōu)點(diǎn):高效,多面性,使用時(shí)間長(cháng),以及工作時(shí)的寧靜,正好適合特種工作對電力的需要。液流電池以自身特有的優(yōu)勢為特種裝置、海陸運輸提供動(dòng)力。在特種上,液流電池與普通的固體電池相比具有獨特的優(yōu)越性,在戰場(chǎng)上備品供應因其增長(cháng)的使用時(shí)間而無(wú)需準備。同樣,燃料用量也因液流電池優(yōu)越的運輸效能而急劇減少,跑完相同路程時(shí)加油次數急劇減少,或在偏遠的地區的活動(dòng)時(shí)間更長(cháng)。在這種情況下,戰地所需的車(chē)輛、人員及裝備的數量急劇減少。液流電池還可以為深海探索的船只和無(wú)人特種提供動(dòng)力。

（2）儲能的應用

在儲能應用中,鋅溴電池組的用途也正得到展示。根據桑迪亞國家實(shí)驗室的一項研究,認為鋅溴電池組對于以下四種公共應用是很優(yōu)秀的:由可重復的能源產(chǎn)生儲能,傳送設備延遲,公配設備的分配和要求減少峰值。鋅溴電池組安裝到電力配電系統中,來(lái)消除負載峰值。在峰值期間電池組放電,以減少變電器的負載,使設備不超過(guò)額定值。在夜晚當需求量較低時(shí),該電池組能夠再充電。梓溴電池組可以做成可移動(dòng)的裝置,這對于公共事業(yè)公司是有好處的,因為它能夠移動(dòng)到需要出現的地方。比如,一種可移動(dòng)的電池組裝置在一個(gè)地區的夏季用于減少峰值,在另一個(gè)地區的秋季和冬季期間調整負載水平和功率特性。將鋅溴電池組技術(shù)與適用于優(yōu)質(zhì)電力輸出的固態(tài)電力電子設備相結合,用于各種電力輸出,能夠校正間歇的電壓干擾,還能提供瞬時(shí)和持久電流中斷期的保護。

自然界資源的電力供應方式最常見(jiàn)的就是風(fēng)力和太陽(yáng)能發(fā)電等的利用,但其缺點(diǎn)是可控性很不好,致使風(fēng)力和太陽(yáng)能產(chǎn)生的電能輸出時(shí)的穩定性、規律性也很差,因此對電網(wǎng)的運行產(chǎn)生了很大的負擔,用鋅溴電池組將不穩定的電力收集儲存起來(lái),待使用時(shí)以平穩的需求方式輸出,使得太陽(yáng)能發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電得到實(shí)際性應用,可以同步發(fā)展起來(lái)。此外,鋅溴電池技術(shù)的研發(fā)生產(chǎn)對于一些國家電網(wǎng)不能普及,或國家電網(wǎng)具有嚴重高低峰谷而需要備用儲能設備的地區而言,具有特別重要的意義。碎溴電池可以一直在常溫下工作,所以可以安裝在微型的私人家庭,中小型的商業(yè)活動(dòng)區域,甚至可以用于大型企業(yè)做儲能設備,能夠滿(mǎn)足所有的能源需求。