秦源储能单一电解液双极性结构 破解液流电池成本问题

蓝狮平台网讯：随着可再生能源的渗透率逐渐提升，多时间尺度的储能需求显现。长时储能可以为电网提供充足的灵活性资源，有望成为调频主力。液流电池历经十余年的发展，终于迎来产业化窗口开启，逐渐成为最具竞争力的储能技术之一。

  中国科学院院士赵天寿表示，2023年将成为液流电池产业迈向关键转折的一年。

  行业数据显示，2023年3-5月，国内在建和规划的液流电池产线超过5条，技术路线包括全钒、锌铁、铁铬等，产能规划合计超过6.2GW/24.8GWh，潜在年产值超过700亿元。

  科技部的“十四五”储能重大专项中提到，将研发“4小时储能技术”，并在“十四五”期间推动大容量、中长时间尺度储能技术示范，包括液流电池、压缩空气储能、熔盐储热、氢储能等多种长时储能技术。

  液流电池共有二十多种细分技术路线，但市场普遍认为，由于性能单一导致应用场景局限，初始成本过高导致经济性不足，液流电池发展受到限制。秦源储能董事长赵云在公开演讲中表示，即便在碳酸锂价格普遍下降的情况下，液流电池仍然具有竞争力。秦源储能的液流电池成本已降至1.3元/Wh，与锂电池价格持平。

  西安秦源智科储能科技有限公司自2011年成立液流储能技术团队以来，已取得一系列科技成果，拥有九项授权发明专利，并形成了铅盐单液流电池完整的专利池。

  2023年9月10-11日，秦源储能作为重点支持企业参加“碳中和能源院士高峰论坛暨第三届中国国际新型储能技术及工程应用大会”。该论坛由中国化学与物理电源行业协会、南方科技大学碳中和能源研究院、南方电网能源发展研究院等100余家单位共同举办。

  秦源储能是依托西安理工大学科研成果转化成立的新能源公司，提供完整的储能系统集成解决方案，包括双极板、电解液、电堆、BMS、PCS、EMS、储能系统设计、安装、运维等相关产品和服务。

去除离子隔膜使成本降低

  液流电池的成本主要由电堆、电解液和周边设备三部分组成，其中电堆成本约占35%，而隔膜是电堆的核心，成本约占电堆的40%。

  秦源储能研发的绿色铅盐单液流电池储能技术，为未来大规模长时储能提供了一个新的选择。

  铅盐单液流电池技术是一种新型的储能技术，工作原理包括正极、负极和总反应。该技术的电解液冰点低至-65℃，沸点高达130℃，库伦效率在22℃时高达99%，在50℃和-40℃时均高于95%。这些特性使得该技术在极端温度下仍能保持高效稳定的性能。

  秦源储能的液流电池成本是如何做到与锂电池价格持平，秦源储能董事长赵云表示，“降低成本的关键在于消除了电堆中的一层隔膜，在正极和负极之间以高分子聚合物衔接。这一改变不会影响电流效率，秦源储能目前可达到81%的转化率。”

  据了解，该公司主要研发生产绿色铅盐单液流电池储能系统及相关的配套服务，产品采用单一电解液双极性结构不使用离子隔膜。双极性结构设计使其具有更高的能量密度和功率密度，同时也降低了系统的复杂性和成本。

  据介绍，该技术的耐候性强，运转和停止切换容易，电堆不需要充电均衡和充电量计量值复位，在-40℃至50℃的温度范围内均可正常使用，无需空调等温度补偿系统。

多项核心专利转化落地

  2023年的6月，秦源储能与位于西安北郊的一家加工制造企业达成了一项重要的合作协议。根据这份协议，双方签署了总金额为400万元的储能电池订单，标志着秦源储能迈入了规模化生产的新阶段。

  值得关注的是，这些储能电池所采用的核心技术最初源自实验室的研究成果，包括独特的单一电解液双极性结构设计、负极枝晶抑制技术以及高效宽耐候性电解液等专利技术，这些技术正在逐步转化为市场应用。

  绿色铅盐单液流储能电池等技术的研发，是在秦源储能技术负责人刘政的带领下完成的。

  刘政，获英国谢菲尔德大学博士学位，曾成功开发出具导电功能的复合材料及高耐久性密封胶得到广泛应用。

  2011年，刘政在西安理工大学成立液流电池研发团队，并与英国南安普顿大学合作，成功的研制出绿色铅盐单液流电池，首次解决了电池耐极寒高温性及双极性结构等国际关键技术问题，获得中国核心发明专利共9项，研制出10kW级绿色铅盐单液流电池，2017年通过了中电五十四研究所合格验收。

  刘政和团队致力于提高液流电池循环次数，通过自行合成配制添加剂，搭配不同化学物质进行合成制备。经过上百种化学物质搭配和上千次实验验证，最终合成了一种无机非金属添加剂，使电池单次循环寿命从低于百次提高到千次，总循环寿命可达万次以上。

  据介绍，绿色铅盐单液流储能电池具有高安全（水基电解液无起火热失控风险）、宽耐候（-40C°至50C°之间充放电库仑效率达了95%以上）、长寿命（10000次以上）等特点，可广泛的用于发电测新能源配储、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。

  秦源储能运营总监张成斌表示，即将交付的这批产品，可以在电价低谷时一次储存4000度电，供电价高峰时使用。按照西安市目前工业用电价格，可帮助客户每度电节约0.83元的使用成本。

  秦源储能的绿色铅盐单液流电池储能技术是突破性创新，为储能市场带来了新的机遇和挑战。该技术不仅在极端温度下保持高效稳定的性能，还将为客户带来实际的经济效益，为解决储能技术的瓶颈问题提供了新的思路，也为推动储能技术的发展和应用注入了新的动力。

【责任编辑:孟瑾】