全釩液流電池概況

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一、全釩液流電池概述

液流電池，是一種活性物質存在於液態電解質中的二次電池技術。電解液置於電堆外部，在循環泵的推動下流經電堆，並發生電化學反應，實現化學能與電能的轉換，從而實現電能的存儲與釋放。目前主要的液流電池包括鐵鉻電池、鋅溴電池及全釩電池等，其中全釩液流電池發展較快。

全釩液流電池主要由電堆系統、電源負載系統、電解液存儲與供應系統等部分組成。電堆系統由電極、離子交換膜、雙極板、板框PVC、電解液等組成。

不同價態的釩離子作為正、負極活性物質，分別裝在兩個大儲液罐的溶液中，通過外接泵將電解液泵入到電池堆體內，使其在不同的儲液罐和半電池的閉合迴路中循環流動；採用離子膜作為電池組的隔膜，電解液平行流過電極表面並發生電化學反應，將電解液中的化學能轉化為電能，通過雙極板收集和傳導電流。

二、全釩液流電池特點

1、儲能容量易調節規模。電池的輸出功率取決於電堆的大小和數量，儲能容量取決於電解液容量和濃度，因此液流電池的規模設計非常靈活：只要增加電堆的面積和電堆的數量，就可以增加輸出功率；只要增加電解液的體積，就可以增加儲能容量。

2、循環壽命長。電池反應時只是釩離子在不同價態間轉換，沒有其他的物相變化，理論上可以對其進行任意程度的、無限多次的充放電，平均充放電循環達到13000 次。

3、液流電池選址自由度大。系統可全自動封閉運行，無污染，維護簡單，操作成本低。

4、在常溫常壓下工作，無潛在的爆炸或著火風險，安全性好。

高成本是制約全釩液流電池商業化的主要因素。當前全釩系統成本約在4500-6000元/kWh，遠高於鉛炭、鋰電等電化學儲能技術，主要原因是離子交換膜、電解液等材料成本較高。目前離子交換膜很大程度依賴進口，價格約為5000元/平方米，國產價格也高達1000元/平方米。同時釩電池體積密度低，電解液使用量很大，導致同規模下電池總成本較高。目前液流電池產業鏈尚未完善，未來成本下降將依賴於離子交換膜國產化、提高釩離子溶解度、提高電流密度等方向的研究。

此外相對其他儲能系統增加了管道、泵、閥等輔助部件，結構更為複雜，一定程度影響系統可靠性。

三、應用情況

根據中關村儲能產業技術聯盟的統計，從全球新增投運電化學儲能項目的技術分布來看，2017年鋰離子電池的新增裝機規模處於絕對領先地位，所佔比重為93%，其次是鉛蓄電池，所佔比重為接近7%，意味著液流電池及其他電池所佔比重不到1%。

全球範圍內全釩液流電池生產企業主要包括：日本的住友電工公司、大連融科儲能技術發展有限公司、美國UniEnergy Technologies公司和奧地利Gildemeister公司。

中國在全釩液流電池領域應該來說是處於領先地位，目前已100%擁有全釩液流電池自主知識產權。據報道，大連融科的國際市場佔有率達80%。

2013年，大連融科與大連化物所聯合研製的全球最大規模的5MW/10MWh 全釩液流電池儲能系統成功通過業主的驗收，這是目前世界上第一套實際併網運行的5MW級大型工業儲能裝置，各項指標都處於國際領先水平。

2014年，大連融科與博世集團合作，在德國北部風場建造了250KW/1MWh全釩液流電池儲能系統。並與美國UniEnergy Technologies公司合作，建造了美國首座兆瓦級全釩液流儲能電池電站。

四、政策情況

在大規模儲能應用領域，全釩液流電池相對於壽命較低的鋰離子電池略勝一籌，但由於受到能量密度低、成本過高等局限的影響，在風電等大型儲能領域尚處試驗階段。10月11日，五部委聯合發布《關於促進儲能技術與產業發展的指導意見》，《意見》指出，要應用推廣一批具有自主知識產權的儲能技術和產品，其中重點包括100MW級全釩液流電池儲能電站。