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昨天和大家分享了長時儲能系列的第五部分：鈉離子電池優(yōu)劣勢和產(chǎn)業(yè)鏈

今天和大家分享第六部分：液流電池優(yōu)劣勢和產(chǎn)業(yè)鏈

一、原理：依靠氧化還原液流電池進行儲能

液流電池是一種大規(guī)模高效電化學(xué)儲能裝置。區(qū)別于其他電池儲能裝置，液流電池將反應(yīng)活性物質(zhì)儲存于電解質(zhì)溶液中，可實現(xiàn)電化學(xué)反應(yīng)與能量儲存場所的分離，使得電池功率與儲能容量設(shè)計相對獨立，適合大規(guī)模蓄電儲能需求。目前典型液流電池體系包括全釩液流電池、鐵鉻液流電池、鋅溴液流電池、多硫化鈉/ 溴電池等。

1、全釩液流電池?

全釩液流電池（Vanadium Redox Battery，VRB），是一種活性物質(zhì)呈循環(huán)流動液態(tài)的氧化還原電池。通過兩個不同化合價的、被隔膜隔開的釩離子之間交換電子來實現(xiàn)電能與化學(xué)能的相互轉(zhuǎn)化。釩電池充電后，正極為 V5+，負極為 V2+；放電后，正負極分別為 V4+和 V3+溶液。正極和負極之間由隔膜隔開，該隔膜只允許 H+通過,，H+也就起到了電池內(nèi)部導(dǎo)電的作用。

2、鐵鉻液流電池?

鐵鉻液流電池（Iron-chromium flow battery），是最早被提出的液流電池體系。鐵鉻電池充電后，正極為 Fe3+，負極為 Cr2+；放電后，正極為 Fe2+，負極為 Cr3+。鹽酸作為支持電解質(zhì)，水為溶劑。

二、優(yōu)劣勢：容量、功率獨立設(shè)計，規(guī)模易擴展，但成本較高

1、優(yōu)勢?

1）在長時儲能中，液流電池最大的優(yōu)勢為輸出功率和儲能容量可分開設(shè)計。通過增加單片電池的數(shù)量和電極面積，即可增加液流電池的功率，目前中國商業(yè)化示范運行的釩電池的功率已達 5MW。通過增加電解液的體積或提高電解液的濃度，即可任意增加液流電池的電量，可達百兆瓦時以上。?

2）循環(huán)壽命長。由于液流電池的正、負極活性物質(zhì)只分別存在于正、負極電解液中，充放電時無其它電池常有的物相變化，可深度放電而不損傷電池，電池使用壽命長。

2、劣勢

成本問題是當前液流電池最大的劣勢。全釩液流電池當前的產(chǎn)業(yè)化進程較快，但是面臨著釩資源約束的問題；鐵鉻液流電池沒有明顯的資源約束問題，但是當前產(chǎn)業(yè)化推進相對較慢。

三、產(chǎn)業(yè)鏈：隔膜、電解液為影響性能的核心材料

液流電池主要由電解液、隔膜、電極材料、泵、功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)等部分組成。?

電解液是液流電池的核心材料，是整個化學(xué)體系中存儲能量的介質(zhì)。在全釩液流電池中，電解液成本占據(jù)了儲能電池成本的一半以上。?

隔膜是影響液流電池性能和成本的又一核心材料。它起著阻隔正極和負極電解液互混，隔絕電子以及傳遞質(zhì)子形成電池內(nèi)電路的作用。因此隔膜應(yīng)該具備高的氫離子導(dǎo)電能力和高的離子選擇性，盡量避免正負極電解液中不同價態(tài)的釩離子互混，以減少由此造成的電池容量損失。

隔膜還應(yīng)該具有優(yōu)良的化學(xué)及電化學(xué)穩(wěn)定性、耐腐蝕性、抗氧化性，滿足電池長時間運行的要求。而且需要成本低廉，提高產(chǎn)品的市場競爭力，利于大規(guī)模商業(yè)化推廣。良好的化學(xué)穩(wěn)定性，高的比表面積和電催化活性是電極的關(guān)鍵。?

泵在釩電池中起到輸送電解液的作用，需要具有較強的穩(wěn)定性。

儲能時長為 8h 的情況下，電解液的價值量占比 53%，隔膜的價值量占比 19%，石墨氈價值量占比 5%，泵價值量占比 4%，功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)價值量占比 12%。

四、產(chǎn)業(yè)化：百兆瓦級全釩液流電池儲能系統(tǒng)整站調(diào)試

1、全釩液流電池?

隨著相關(guān)示范項目的帶動，全釩液流電池成本有望降低，從而在產(chǎn)品技術(shù)端推進其商業(yè)化進程。2022 年 5 月，全球最大 100MW/400MWh 級全釩液流電池儲能電站正式并網(wǎng)，將加速全釩液流電池商業(yè)化腳步。

國內(nèi)全釩液流項目建設(shè)情況：

2、鐵鉻液流電池?

2019 年以來，鐵鉻液流電池商業(yè)化進程逐漸加快。2019 年，中國國家電投集團科學(xué)技術(shù)研究院有限公司研發(fā)的首個 31.25KW 鐵鉻液流電池電堆（容和一號）成功下線。

2020 年，中國國家電投集團開發(fā)的 250KW/1.5MWh 鐵鉻液流電池 在河北省張家口市光儲示范項目中正式投產(chǎn)運行，是我國首個百千瓦級的鐵鉻液流電池儲能項目。

長時儲能系列的第六部分的內(nèi)容就分享到這里，明天和大家分享第七部分的內(nèi)容：熔鹽儲熱優(yōu)劣勢和產(chǎn)業(yè)鏈

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