在全球能源转型的浪潮中,可再生能源快速发展,但风能、太阳能的间歇性也让长时储能成为实现电网稳定的关键。锂离子电池虽占据当前储能市场主流,但其安全性、循环寿命和成本瓶颈仍难以满足大规模、长周期储能需求。
在这一背景下,沉寂多年的液流电池技术重新站上风口。凭借超长寿命、本征安全、容量可灵活扩展等独特优势,它被业界视为长时储能的"潜力股"。那么,液流电池究竟如何突破储能困局?让我们接下来一起了解。
一、液流电池的定义与基本原理
液流电池是一种通过液态电解质的氧化还原反应实现电能存储与释放的储能装置。其核心特点是能量与功率解耦,即电池容量(储能规模)由电解液体积决定,而功率(充放电速度)由电堆面积决定。这种特性使其特别适合大规模、长时储能场景。
液流电池如何工作?
放电时,电解液中的活性物质在电极上发生氧化还原反应,电子从负极流向正极,形成电流。在充电时,电流方向相反,活性物质恢复到初始状态,电能转化为化学能存储起来。
液流电池的核心优势
长寿命与高安全性:电解液为水基溶液,无易燃易爆风险,热失控概率极低;活性物质仅发生化学价态变化,无物理结构衰减,循环寿命远超锂离子电池 。
灵活扩容与长时储能:通过增加电解液储罐即可扩展储能时长(4小时以上),适合解决新能源并网的间歇性问题。
环境适应性:可在-20°℃至40°C宽温范围内稳定运行,无需额外温控系统,降低运维成本。
二、液流电池的主要类型
1.全钒液流电池(VRFB)
全钒液流电池(VRFB)是一种以钒为活性物质的液流电池,其电解液为钒的氧化还原溶液。这种电池技术以其卓越的循环寿命、高安全性和环境友好性脱颖而出,成为大规模储能领域的热门选择。
优势:
成熟度高:技术成熟,应用广泛。
安全性高:无燃爆风险,适合大规模储能。
长寿命:循环寿命长,适合长期运行。
全钒液流电池凭借这些独特优势,广泛应用于电网调峰、可再生能源存储和工业储能等领域,为大规模储能提供了高效、可靠的解决方案。
2. 锌溴液流电池(Zn-Br FB)
锌溴液流电池(Zn-Br FB)采用锌和溴作为活性物质,电解液为锌溴溶液。这种电池以其高能量密度和灵活的应用场景而备受关注,特别适合对能量密度有较高要求的储能需求。
优势:
能量密度高:适合需要较高能量密度的场景。
成本低:适合大规模商业应用。
灵活性高:可以快速充放电,适合分布式能源系统。
锌溴液流电池凭借其高能量密度和灵活的应用场景,成为储能领域的重要选择,尤其适用于需要高能量密度和快速充放电的商业和工业场景。
应用场景
电网调峰:在用电低谷时储能,高峰时放电。
可再生能源存储:存储太阳能、风能等间歇性能源。
分布式能源系统:为小型能源系统提供储能支持。
全钒液流电池领域核心厂商
大力电工
大力电工襄阳股份有限公司,成立1993年。公司是专注于电机软起动及电气成套设备研发、设计、生产、销售及服务的高新技术企业。拥有众多钒电池储能专利,具备完整的钒电池电堆、电控、电解液等核心技术及高端装备制造能力。
融科储能
大连融科储能技术发展有限公司(以下简称“大连融科”)成立于2008年,全钒液流电池储能系统领域的领先企业。主要从事全钒液流电池储能系统的设计、制造和销售,提供从电堆到电池组的完整解决方案。
北京普能
北京普能世纪科技有限公司(简称“普能”)成立于2007年,专注于全钒液流电池储能系统的研发、生产和销售,其产品主要应用于分布式发电、海岛供电、智能微电网等领域。截至2024年,普能公司在全球12个国家和地区已安装投运项目70多个,累计安全稳定运行时间接近100万个小时,总容量接近100MWh。
永泰能源
永泰能源集团股份有限公司是一家综合能源类企业。业务涵盖煤炭、电力、石化和储能等多个领域,在全钒液流电池领域,业务涵盖全钒液流电池全产业链,包括上游钒资源的开采和提纯、中游电解液和电堆的生产、下游储能系统的集成和应用。
国润储能
山西国润储能科技有限公司成立于2020年6月,是一家专注于全钒液流电池装备制造与液流电池、电解水制氢和氢燃料电池核心隔膜材料生产的高新技术企业。作为国内唯一综合布局全钒液流电池装备制造与液流电池核心隔膜材料生产的企业,国润储能致力于为客户提供安全、经济、高效的储能综合解决方案。
上海电气
上海电气集团股份有限公司(股票代码:601727.SH,02727.HK)是一家拥有超过120年历史的综合性装备制造企业,总部位于上海。业务覆盖能源生产与传输、智能化工业生产与自动化系统、全产业链解决方案等多个领域。
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