锌溴液流电池[1]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
技术原理建立在锌/溴电极对基础上的锌溴电池的概念[2]，早在一百多年前就已经取得了专利[2]，其基本电极反应如下：[2]
电极反应公式
图1 锌溴液流电池示意图
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ZnBr水溶液[3]，电解液通过泵循环流过正/负电极表面。[3]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[3]，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，[3]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。[3]
图2为锌溴电池系统原理图，图中可以看出，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[3]。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，[3]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。[3]
图2 多片锌溴电池组成电堆及系统的原理图
作为锌溴液流电池的核心部件——电堆则由以下几部分组成：[3]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[3]，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[3]，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。[3]图3 电堆结构示意图
技术研究进展自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。[2]
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。[2]
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。[2]
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。[2]
特点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；[3]
（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]
（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；[3]
（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[3]，放电时表面沉积的金属锌可以完全溶解到电解液中[3]，因此锌溴液流电池可以频繁地进行100%的深度放电[3]，且不会对电池的性能和寿命造成影响；[3]
（5）电解液为水溶液，且主要反应物质为溴化锌[3]，油田中常用作钻井的完井液[3]，因此系统不宜出现着火、爆炸等事故，安全性高；[3]
（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：[3]
（7）系统总体造价低，具有商业应用前景。[3]
