聚焦化学储能 谁能突破新能源业发展瓶颈

　　  液流电池：大规模高效储能首选技术之一

　　20世纪80年代，我国开始进行液流储能电池的基础研究工作。从2000年开始，以中国科学院大连化学物理研究所为代表的研究单位大举进入液流电池研究领域，使得中国液流储能电池技术进入了发展的“快车道”。

　　国际上液流电池代表品种主要有3种，即锌溴电池、多硫化钠/溴电池及全钒电池(VRB)。

　　据中国科学院大连化学物理所研究员、大连融科储能技术发展有限公司副总经理兼总工程师张华民介绍，锌/溴液流电池具有较高的能量密度(可以达到70Wh/kg)，且材料成本较低，但目前循环寿命较短，且溴具有毒性和腐蚀性，不适合大规模储能使用。多硫化钠/溴电池也具有材料成本低的优点，但由于正负极电解液互串引起的容量和性能衰减以及溴的毒性和腐蚀性等问题难以解决，目前国内外多硫化钠/溴体系液流储能电池的规模放大工作处于停滞状态。

　　在张华民看来，全钒液流储能电池具有能量转换效率高、循环寿命长、蓄电容量大、选址自由、可深度放电、系统设计灵活、安全环保、维护费用低等优点，特别是充放电循环寿命长是其他任何电池无法比拟的。“在风能发电并网等规模储能场合具有明显的优势，是大规模高效储能技术的首选技术之一。”张华民强调。

　　钒电池中电能以化学能的方式存储在不同价态钒离子的硫酸电解液中。钒电池通过更换电池模块，电解液和储能罐可以反复使用，预计寿命可以达到15年以上。同时，钒电池的充放电效率约为75%。“电池的输出响应很快，可以在几个毫秒内完成从零功率到满功率输出。”张华民指出。

　　2008年，大连化物所与大连博融产业投资有限公司合作成立大连融科储能技术发展有限公司，专门从事液流储能电池工程化和产业化开发。目前在全钒液流储能电池关键材料、系统集成、测试方法及应用示范等方面取得一系列进展。

　　首先，融科储能公司已掌握了百千瓦级自主知识产权的全钒液流储能电池系统设计、集成技术。建成年产能300MWh的全钒液流储能电池电解液生产线和产能100MW的双极板生产线，开发出输出功率为22kW的电池单模块，集成出输出功率为260kW、储能容量为1MW的电池系统。

　　其次，在决定电池性能和成本的核心组件离子交换膜材料方面，融科储能公司在国际上率先开发出高离子选择性、低成本的离子交换膜。“解决了全钒液流储能电池产业化的瓶颈，率先实现关键材料和核心部件的全国产化。”张华民说。

　　另外，通过寿命加速试验对自主研发的2kW全钒液流储能电池耐久性进行考察。自2007年7月6日开始运行以来，已无故障、连续运行1100多天，累计运行时间近2.8万小时，实现充/放电循环8100多次，目前仍在继续运行。

　　与此同时，2009年7月张华民团队还在西藏自治区成功安装一套“太阳能光伏系统与5kW/50kWh液流储能电池联合供电系统”，进行示范应用。该系统已无人值守,平稳运行1年多，稳定性得到充分验证。

　　“全钒液流储能电池优异的可靠性与稳定性为其工程化和产业化开发奠定了基础。”张华民说。