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秦源储能:电堆取掉了质子交换膜“卡脖子”技术,全球首次实现单一电解液双极性结构设计

秦源储能:电堆取掉了质子交换膜“卡脖子”技术,全球首次实现单一电解液双极性结构设计 亚化储能
2025-08-29
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液流电池作为一种将化学能转化为电能的储能技术,凭借着长寿命、大容量、高安全等优点得到了储能领域的广泛关注。位于秦创原立体联动孵化器总基地的西安秦源智科储能科技有限公司就是一家专注于液流电池储能技术研发的高新技术企业。与他人不同的是,在全钒液流电池为主流的液流电池领域中,秦源储能却另辟蹊径。
企业依托西安理工大学,研发的绿色铅盐单液流电池在全球首次实现了单一电解液双极性结构设计,电堆取掉了质子交换膜“卡脖子”技术双极板之间正负极采用高分子聚合物衔接,使其具有更高的导电率和功能效率。
该技术解决了全钒等双液流电池因需要质子交换膜隔离不同电价离子而导致维护周期短和多种离子活性共存导致温度范围窄等野外环境适应性难点,又具有数倍于锂离子电池、铅酸蓄电池的充放电循环寿命;降低成本的同时极大的保证了系统安全性,具有高安全、低成本,可实现100%回收再利用等优点。
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企业还攻破了电池的耐温性问题,并调制出了可在极寒、极热条件下仍能保持稳定的液流电池“独特配方”。该电解液冰点低至-65℃,沸点高达130℃,这些特性使得电池在极端温度下仍能保持高效稳定的性能,解决了以往电池无法耐极寒及高温、结构不稳定等国际关键技术问题。

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秦源储能是依托西安理工大学科研成果转化成立的一家国家级高新技术企业。2011年,西安理工大学刘政博士成立了液流储能电池研发团队。2017年,团队研制出“10kW/600Ah光伏/单液流电池储能离网运行系统”并通过验收,这一研究成果首次攻克单一电解液双极性结构设计世界级难题。与此同时,该项成果在惠州大亚湾进行6KW试点风光互补储能系统应用示范。2012年,团队建立了500Wh液流电池验证系统,研发了绿色铅盐液流储能电池电堆。2022年初得到秦创原春种基金的支持,并于2022年9月入驻秦创原立体联动孵化器总基地西安理工大科转平台进行孵化。
较传统双液液流电池而言,绿色铅盐单液流电池的单一电解液双极性结构具备更高的能量密度和功率密度,不使用昂贵的质子交换膜,故电池内部设计更简单,再搭配上耐两极温度强(-40℃至50℃)的稳定性,大大降低了液流电池系统的复杂性,也降低了电池成本,成本基本与锂电池价格持平。据了解,-40℃至50℃区间,电堆的效率均可达到81%以上。目前,该技术可广泛地用于发电侧新能源配储、电网侧调峰调谷,工商业用户峰谷套利及稳定应急电源,也可用边防军工、通讯机站等。

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该公司在西咸新区已建成一条30MW的中试生产线,形成1300余万元商业化订单,将产品应用于多个领域,取得了良好的市场反响。为了快速扩大产业化进程,提升现有产能能力,正在陕西三原建设年产300MW电极材料生产线,使用标准化厂房2000平方米,建设产线包含一条高分子材料制备产线、一条碳纤维预处理产线、三条极板模压成型产线、一条极板处理产线、一条极板表面加工产线、以及相关配套的检测产线,全部设备均为自研或者联合开发,设备均国产可控。
在甘肃高台建设的年产1GWh铅盐单液流电池的生产线,包括双极板生产线、板框生产线、电解液专用去离子水生产线、电芯装配生产线、BMS、EMS生产线、全自动检测线及生产、生活配套设施等,项目占地面积26549.3平方米,建设标准化厂房17000平方米,附属业务用房5000平方米。项目总投资3亿元,年产值可达10亿元,未来一年公司将快速提升现有产能,达到GW的交付能力。

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年产1GWh绿色铅盐单液流储能电池生产线建设项目效果图

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