液流電池儲能價(jià)值高 能量密度低不適合汽車

 2.4s內(nèi)實(shí)現(xiàn)0-100km/h沖刺，最高時(shí)速達(dá)300km/h，最大里程達(dá)1000km。近日，一則關(guān)于具備超級性能的液流電池轎跑概念車的消息開始在網(wǎng)絡(luò)上蔓延，液流電池也再次受到關(guān)注。然而記者通過調(diào)查采訪發(fā)現(xiàn)，目前，液流電池充當(dāng)動(dòng)力電池，應(yīng)用在汽車領(lǐng)域的可能性非常小。液流電池更多地應(yīng)用于大規(guī)模儲能領(lǐng)域，尚與汽車無緣。

“目前，還沒有這種液流電池，短期內(nèi)也很難出現(xiàn)。”國家發(fā)改委能源局“國家能源液流儲能電池技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”主任、中科院大連化學(xué)物理研究所儲能技術(shù)研究部部長張華民表示，液流電池的能量密度比較低，大致相當(dāng)于鋰離子電池能量密度的1/5，它幾乎不太可能實(shí)現(xiàn)充當(dāng)動(dòng)力電池的角色。

能量度低密

張華民對記者分析到，鋰離子電池的活性物資被包在電芯內(nèi)部，若活性物質(zhì)太多則會導(dǎo)致電極變厚，影響傳質(zhì)效率，儲能容量受限。相比之下，液流電池特別是全釩液流電池儲能活性物質(zhì)在電堆外面，適合于大規(guī)模、大容量儲能之用，它不適合應(yīng)用于動(dòng)力電池領(lǐng)域，主要還是因?yàn)樗哪芰棵芏缺容^低，所謂的有機(jī)活性物質(zhì)體系液流電池，可能容易被氧化，其穩(wěn)定性尚不確定。

中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會秘書長劉彥龍也表示，液流電池應(yīng)用在汽車上，做動(dòng)力電池使用的可能性非常小。因?yàn)橐毫麟姵氐谋饶芰康?，與鋰電池還存在很大差距。但是液流電池的安全性能較高，更多應(yīng)用于大型儲能領(lǐng)域，主要應(yīng)用產(chǎn)品類型是全釩液流電池。

液流電池是一種新型的大型電化學(xué)儲能裝置，是利用正負(fù)極電解液分開，各自循環(huán)的一種高性能蓄電池，是目前的一種新能源產(chǎn)品。液流電池的電解液置于電堆外部，利用循環(huán)泵使電解液流經(jīng)電堆，二者發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)換以及電能的存儲與釋放。根據(jù)活性物質(zhì)的不同，液流電池可分為全釩、鋅/溴、多硫化鈉/溴、鐵/鉻等多種類型。

目前應(yīng)用狀況比較好的是全釩液流電池，其正負(fù)極均使用釩材料。記者了解到，全釩液流電池的基本構(gòu)造是一個(gè)可選擇性傳導(dǎo)氫離子的膜隔開的腔體(正、負(fù)極)，腔體的兩側(cè)各有一個(gè)固體電極。通過腔體兩側(cè)加入的不同價(jià)態(tài)的釩離子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電能，而后通過電極將電能輸出到外部電路，對全釩液流電池充電時(shí)，其反應(yīng)過程正好相反。

張華民同時(shí)指出，液流電池的最大弱點(diǎn)在于，活性物質(zhì)在水溶液的溶解度有限，電池的能量密度較低，適用于大型固定儲能電站。就國內(nèi)而言，液流電池的具體應(yīng)用領(lǐng)域主要是微電網(wǎng)，大型風(fēng)電場、太陽能電站，應(yīng)用于分布式發(fā)電、電網(wǎng)調(diào)峰等;地區(qū)分布上，主要是在可再生能源比較集中的地區(qū)，比如遼寧、青海、北京以及西部一些地區(qū)等。

儲能價(jià)值高

大規(guī)模電池儲能技術(shù)需要滿足安全性高、生命周期的性價(jià)比高、經(jīng)濟(jì)性好、生命周期的環(huán)境負(fù)荷低、環(huán)境友好這些基本條件。作為液流電池應(yīng)用的代表，全釩液流電池承載了液流電池產(chǎn)品的特點(diǎn)與優(yōu)勢。

液流電池的使用壽命比較長，安全性也比較好。其中，全釩液流電池的電解液在電池內(nèi)循環(huán)并帶出部分熱量，這使得電池本身不會發(fā)熱。相比之下，鋰離子電池發(fā)熱之后容易產(chǎn)生不可控的化學(xué)反應(yīng)，比如燃燒等。

張華民表示，液流電池儲能技術(shù)是大規(guī)模高效儲能的首選技術(shù)之一，它具有能量轉(zhuǎn)換效率高、蓄電容量大、選址自由、可深度放電、安全環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。在眾多液流電池中，全釩液流電池儲能技術(shù)是產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用最多的液流電池儲能技術(shù)，它擁有眾多優(yōu)勢，比如運(yùn)行安全可靠，可循環(huán)利用、生命周期內(nèi)環(huán)境負(fù)荷小、環(huán)境友好，生命周期的性價(jià)比高(充放電循環(huán)次數(shù)在15000次以上，使用年數(shù)在15年到20年)，具有較強(qiáng)的過載能力和深放電能力等。

有關(guān)報(bào)道指出，國外有些專家做到了液流電池100美元/千瓦時(shí)的成本。然而據(jù)張華民了解，這種算法僅僅是計(jì)算了液流電池使用的電解質(zhì)成本，并不合理。

“未來，液流電池生命周期的成本會比其他任何類型電池便宜。”張華民認(rèn)為，相比鋰電池二十多年的研發(fā)歷史與國家大規(guī)模研發(fā)投入，液流電池的研究大致是從2000年開始，研發(fā)資金投入也相對較小。

液流電池成本還會有大幅下降的空間。張華民介紹到：“2013年，我們售出的液流電池系統(tǒng)大約為7000元/千瓦時(shí)，如今的售價(jià)在3500元/千瓦時(shí)左右，今后仍會有很大下降空間。”目前的電池成本一般都未涉及回收成本，比如，鋰電池?zé)o害化回收處理仍需要大量的資金投入。液流電池則不然，它的回收殘值比較高，其成本占儲能系統(tǒng)50%的釩電解液可半永久性循環(huán)利用。

目前，大規(guī)模儲能日漸受到國家重視，具體的產(chǎn)業(yè)政策也正在推出的過程之中。雖然液流電池技術(shù)在大規(guī)模儲能技術(shù)領(lǐng)域具有較好的應(yīng)用前景，但是就現(xiàn)狀而言，它還需要國家相關(guān)的產(chǎn)業(yè)政策支持，商業(yè)化運(yùn)營以及盈利模式還需要通過相關(guān)的示范應(yīng)用項(xiàng)目得以探索、完善。風(fēng)能發(fā)電、光伏電池、電動(dòng)汽車都是這樣發(fā)展起來的。

張華民認(rèn)為：“從可靠性、穩(wěn)定性等技術(shù)角度考慮，目前，整個(gè)液流電池產(chǎn)業(yè)已經(jīng)進(jìn)入商業(yè)化運(yùn)營階段，接下來是通過技術(shù)進(jìn)步，進(jìn)一步提高其性能以及可靠性，降低成本。”

據(jù)張華民分析，在國家政策和研發(fā)資金支持下，液流電池行業(yè)的發(fā)展勢頭會日漸向好。目前，國內(nèi)化學(xué)儲能項(xiàng)目的總裝機(jī)容量大約達(dá)到一百多兆瓦，在整個(gè)儲能裝機(jī)容量當(dāng)中，液流電池所占比重為10%-20%。未來兩三年，這個(gè)占比或許能夠達(dá)到40%-50%。