中國科學院院士趙天壽表示，2023年將成為液流電池產業邁向關鍵轉折的一年。

 

  行業數據顯示，2023年3-5月，國內在建和規劃的液流電池產線超過5條，技術路線包括全釩、鋅鐵、鐵鉻等，產能規劃合計超過6.2GW/24.8GWh，潛在年產值超過700億元。

 

  科技部的“十四五”儲能重大專項中提到，將研發“4小時儲能技術”，并在“十四五”期間推動大容量、中長時間尺度儲能技術示范，包括液流電池、壓縮空氣儲能、熔鹽儲熱、氫儲能等多種長時儲能技術。

 

  液流電池共有二十多種細分技術路線，但市場普遍認為，由于性能單一導致應用場景局限，初始成本過高導致經濟性不足，液流電池發展受到限制。秦源儲能董事長趙云在公開演講中表示，即便在碳酸鋰價格普遍下降的情況下，液流電池仍然具有競爭力。秦源儲能的液流電池成本已降至1.3元/Wh，與鋰電池價格持平。

 

 

  西安秦源智科儲能科技有限公司自2011年成立液流儲能技術團隊以來，已取得一系列科技成果，擁有九項授權發明專利，并形成了鉛鹽單液流電池完整的專利池。

 

  2023年9月10-11日，秦源儲能作為重點支持企業參加“碳中和能源院士高峰論壇暨第三屆中國國際新型儲能技術及工程應用大會”。該論壇由中國化學與物理電源行業協會、南方科技大學碳中和能源研究院、南方電網能源發展研究院等100余家單位共同舉辦。

 

  秦源儲能是依托西安理工大學科研成果轉化成立的新能源公司，提供完整的儲能系統集成解決方案，包括雙極板、電解液、電堆、BMS、PCS、EMS、儲能系統設計、安裝、運維等相關產品和服務。

 

去除離子隔膜使成本降低

 

  液流電池的成本主要由電堆、電解液和周邊設備三部分組成，其中電堆成本約占35%，而隔膜是電堆的核心，成本約占電堆的40%。

 

  秦源儲能研發的綠色鉛鹽單液流電池儲能技術，為未來大規模長時儲能提供了一個新的選擇。

 

  鉛鹽單液流電池技術是一種新型的儲能技術，工作原理包括正極、負極和總反應。該技術的電解液冰點低至-65℃，沸點高達130℃，庫倫效率在22℃時高達99%，在50℃和-40℃時均高于95%。這些特性使得該技術在極端溫度下仍能保持高效穩定的性能。

 

  秦源儲能的液流電池成本是如何做到與鋰電池價格持平，秦源儲能董事長趙云表示，“降低成本的關鍵在于消除了電堆中的一層隔膜，在正極和負極之間以高分子聚合物銜接。這一改變不會影響電流效率，秦源儲能目前可達到81%的轉化率。”

 

  據了解，該公司主要研發生產綠色鉛鹽單液流電池儲能系統及相關的配套服務，產品采用單一電解液雙極性結構不使用離子隔膜。雙極性結構設計使其具有更高的能量密度和功率密度，同時也降低了系統的復雜性和成本。

 

  據介紹，該技術的耐候性強，運轉和停止切換容易，電堆不需要充電均衡和充電量計量值復位，在-40℃至50℃的溫度范圍內均可正常使用，無需空調等溫度補償系統。

 

多項核心專利轉化落地

 

  2023年的6月，秦源儲能與位于西安北郊的一家加工制造企業達成了一項重要的合作協議。根據這份協議，雙方簽署了總金額為400萬元的儲能電池訂單，標志著秦源儲能邁入了規?；a的新階段。

 

  值得關注的是，這些儲能電池所采用的核心技術最初源自實驗室的研究成果，包括獨特的單一電解液雙極性結構設計、負極枝晶抑制技術以及高效寬耐候性電解液等專利技術，這些技術正在逐步轉化為市場應用。

 

  綠色鉛鹽單液流儲能電池等技術的研發，是在秦源儲能技術負責人劉政的帶領下完成的。

 

  劉政，獲英國謝菲爾德大學博士學位，曾成功開發出具導電功能的復合材料及高耐久性密封膠得到廣泛應用。

 

  2011年，劉政在西安理工大學成立液流電池研發團隊，并與英國南安普頓大學合作，成功的研制出綠色鉛鹽單液流電池，首次解決了電池耐極寒高溫性及雙極性結構等國際關鍵技術問題，獲得中國核心發明專利共9項，研制出10kW級綠色鉛鹽單液流電池，2017年通過了中電五十四研究所合格驗收。

 

 

  劉政和團隊致力于提高液流電池循環次數，通過自行合成配制添加劑，搭配不同化學物質進行合成制備。經過上百種化學物質搭配和上千次實驗驗證，最終合成了一種無機非金屬添加劑，使電池單次循環壽命從低于百次提高到千次，總循環壽命可達萬次以上。

 

  據介紹，綠色鉛鹽單液流儲能電池具有高安全（水基電解液無起火熱失控風險）、寬耐候（-40C°至50C°之間充放電庫侖效率達了95%以上）、長壽命（10000次以上）等特點，可廣泛的用于發電測新能源配儲、電網側調峰調谷，工商業用戶峰谷套利及穩定應急電源，也可用邊防軍工、通訊機站等。

 

  秦源儲能運營總監張成斌表示，即將交付的這批產品，可以在電價低谷時一次儲存4000度電，供電價高峰時使用。按照西安市目前工業用電價格，可幫助客戶每度電節約0.83元的使用成本。

 

  秦源儲能的綠色鉛鹽單液流電池儲能技術是突破性創新，為儲能市場帶來了新的機遇和挑戰。該技術不僅在極端溫度下保持高效穩定的性能，還將為客戶帶來實際的經濟效益，為解決儲能技術的瓶頸問題提供了新的思路，也為推動儲能技術的發展和應用注入了新的動力。