锌溴液流电池是液流电池的一种，属于能量型储能，能够大容量、长时间的充放电。锌溴液流电池中国已经通过自主创新成功研发出第一台锌溴液流储能系统，百能实现了锌溴电池的隔膜、极板、电解液等关键材料自主生产。

锌溴液流电池作为其中之一的液流电池技术，由于在系统设计中有非常大的灵活性和极强的可扩展性，在大规模储能技术领域受到重视。同时，含锌体系的可充电电池由于锌的高能量密度以及低成本，长期以来被认为在大规模储能系统应用中具有竞争力；而锌溴液流电池则是作为这两种技术的结合，该技术在储能领域中的应用将具有很高潜力

建立在锌/溴电极对基础上的锌溴电池的概念，早在一百多年前就已经取得了专利，其基本电极反应如下：

在此基础上发展起来的锌溴液流电池的基本原理如图1所示，正/负极电解液同为ZnBr2水溶液，电解液通过泵循环流过正/负电极表面。充电时锌沉积在负极上，而在正极生成的溴会马上被电解液中的溴络合剂络合成油状物质，使水溶液相中的溴含量大幅度减少，同时该物质密度大于电解液，会在液体循环过程中逐渐沉积在储罐底部，大大降低了电解液中溴的挥发性，提高了系统安全性；在放电时，负极表面的锌溶解，同时络合溴被重新泵入循环回路中并被打散，转变成溴离子，电解液回到溴化锌的状态，反应是完全可逆的。

图2为锌溴电池系统原理图，图2中可以看出，锌溴液流电池主要由三部分组成，包括液路循环及辅助系统、电解液以及电堆。其中电堆为双极性结构，每片电池通过双极板在电路上形成串联结构，而电解液通过管泵系统并联地分配到每片电池中，在提高电池的功率密度的同时，液路的并联结构为片间的一致性提供保障；液路循环及辅助系统主要由储罐、管泵、二相阀及各种传感器构成，在进行电解液循环的同时，实时的反馈电池的各项信息，如液位、温度等。

作为锌溴液流电池的核心部件——电堆则由以下几部分组成：外部的端板为电堆的紧固提供刚性支撑，通过端电极与外部设备相连，实现对电池的充放电，双极板和隔膜与具有流道设计的边框连接，在极板框和隔膜框中加入隔网，提供电池内部的支撑，一组极板框和膜框构成锌溴液流电池的单池，多组单电池的堆叠形成锌溴液流电池的电堆，如图3所示。

自20世纪70年代以来，锌溴液流电池技术受到广泛的关注，在如何提高电池性能和寿命，保证其安全性及可靠性方面进行大量的研发工作，内容涵盖了数学模型分析、电极及隔膜材料研究、电解液优化、控制及运行策略开发等多个方面，并取得了显著的进展。

数学模型分析

作为液流电池体系，尤其是像锌溴液流沉积型的半液流电池，通过对传质过程、电极过程动力学、材料特性等方面的研究，建立电池的数学模型，有助于研究者对实际过程深入了解，从而更有效地为研发提供指导。

关键材料研究

锌溴液流电池的关键材料包括电极、隔膜、电解液等，通过对关键材料的研发，提高相应的技术指标，可有效地降低电池成本，改善电池的性能和寿命，因而具有极为重要的意义。

运行与控制策略开发

作为一种储能技术，必须有正确的运行及控制策略，才能保证系统在实际应用中的可靠性和使用寿命。锌溴液流电池系统的运行控制策略主要涉及热管理，液位及泵阀控制，电量监测，电池维护等。

同其它电池技术相比，锌溴液流电池技术具有下列特点：

（1） 锌溴液流电池具有较高的能量密度。锌溴液流电池的理论能量密度可达435 W.h/kg，实际能量密度可达60 W.h/kg；

（2） 正负极两侧的电解液组分(除去络合溴)是完全一致的，不存在电解液的交叉污染，电解液理论使用寿命无限；

（3） 电解液的流动有利于电池系统的热管理，传统电池很难做到；

（4） 电池能够放电的容量是由电极表面的锌载量决定的，电极本身并不参与充放电反应，放电时表面沉积的金属锌可以完全溶解到电解液中 ，因此锌溴液流电池可以频繁地进行100%的深度放电，且不会对电池的性能和寿命造成影响；

（5） 电解液为水溶液，且主要反应物质为溴化锌，油田中常用作钻井的完井液，因此系统不宜出现着火、爆炸等事故，安全性高；

（6） 所使用的电极及隔膜材料主要成分均为塑料，不含重金属，可回收利用且对环境友好：

（7） 系统总体造价低，具有商业应用前景。