中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：國(guó)家能源局稱(chēng)，截至2022年底，全國(guó)已投運(yùn)新型儲(chǔ)能項(xiàng)目裝機(jī)規(guī)模達(dá)8.7GW。從2022年新增裝機(jī)技術(shù)占比來(lái)看，液流電池儲(chǔ)能技術(shù)占比2.3%，占比增速明顯加快。
而其背后的原因之一就是技術(shù)突破和經(jīng)濟(jì)性提高。
成本和安全是新型長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)的兩大痛點(diǎn)，以低成本和高安全著稱(chēng)的鋅鐵液流電池能否借此強(qiáng)勢(shì)出圈？
1、技術(shù)溯源
鋅鐵液流電池是依靠鋅酸鹽離子和鐵離子之間的電化學(xué)反應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)電能的儲(chǔ)存和釋放的一項(xiàng)技術(shù)，最早由國(guó)外研究者提出，距今已有四十多年的發(fā)展歷史。
鋅鐵液流電池可以在很寬的pH范圍內(nèi)工作，因此可以分為堿性、酸性以及中性鋅鐵液流電池。
堿性鋅鐵液流電池開(kāi)路電壓較高，搭配多孔膜和多孔電極后可以在較高的電流密度下長(zhǎng)期循環(huán)；酸性鋅鐵液流電池充分利用了鐵離子在酸性介質(zhì)中溶解度高、電化學(xué)性能穩(wěn)定的優(yōu)勢(shì)，但負(fù)極側(cè)受pH影響較大；中性鋅鐵液流電池由于其無(wú)毒無(wú)害、環(huán)境溫和逐漸受到關(guān)注，與多孔膜結(jié)合可有效降低電池成本。
目前堿性鋅鐵液流電池是市場(chǎng)上鋅鐵液流電池的主要發(fā)展方向。而國(guó)內(nèi)對(duì)鋅鐵液流電池的研發(fā)主要來(lái)自中科院大連化學(xué)物理研究所。
中科院大連化物所于2009年開(kāi)始，逐步開(kāi)展了高能量密度、低成本鋅基液流電池技術(shù)、鋅碘液流電池技術(shù)、鋅鐵液流電池技術(shù)、鋅溴蓄電池等一系列基于鋅作為負(fù)極的液流電池技術(shù)。
2017年，該團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)出新一代高能量密度低成本中性液流鋅鐵液流電池體系。據(jù)稱(chēng)該電池在40mA/cm2工作電流密度條件下，能量效率超過(guò)86%，連續(xù)運(yùn)行超過(guò)100次循環(huán)性能無(wú)明顯衰減。該體系活性物質(zhì)濃度可達(dá)2M，其體積能量密度可達(dá)56Wh/L。
更重要的是，與其他液流電池體系相比，該體系具有更低的成本（<400RMB/kWh）,表現(xiàn)出很好的應(yīng)用前景。
一年后，該團(tuán)隊(duì)又在此基礎(chǔ)上研制出堿性鋅鐵液流電池，其堿性鋅鐵液流電池儲(chǔ)能技術(shù)具有成本低、安全性高、開(kāi)路電壓高和環(huán)境友好等特點(diǎn)，并且在一定程度上解決了傳統(tǒng)的鋅基液流電池鋅負(fù)極面容量受限的問(wèn)題。
隨著技術(shù)的迭代，鋅鐵液流電池的優(yōu)勢(shì)越來(lái)越明顯。
相比其他液流電池，鋅鐵液流電池具有成本低、能量密度高、安全性好、環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)，在大規(guī)模長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能領(lǐng)域具有較好的應(yīng)用前景；不過(guò)，無(wú)論哪種鋅鐵液流電池，負(fù)極側(cè)都存在鋅枝晶和面容量有限的缺點(diǎn)，成為鋅鐵液流電池產(chǎn)業(yè)化必須考慮的問(wèn)題。
2、低成本的誘惑
在鋅鐵液流電池的產(chǎn)業(yè)化道路上，緯景儲(chǔ)能似乎走得又快又穩(wěn)。
2013年，劉雷（緯景儲(chǔ)能首席智造官）和創(chuàng)始團(tuán)隊(duì)已經(jīng)開(kāi)始在全球范圍內(nèi)尋找新能源儲(chǔ)能的解決方案，排除了在國(guó)內(nèi)更為人熟知的全釩和鐵鉻路線，劉雷和團(tuán)隊(duì)最終選定鋅鐵液流電池。在他們看來(lái)，鋅鐵原料供給大、價(jià)格低，更具競(jìng)爭(zhēng)力。
2018年，緯景儲(chǔ)能科技有限公司成立，其核心技術(shù)來(lái)自美國(guó)ViZn公司的鋅鐵液流電網(wǎng)級(jí)儲(chǔ)能技術(shù)，該儲(chǔ)能技術(shù)有顯著的安全和環(huán)保優(yōu)勢(shì)，同時(shí)對(duì)用戶來(lái)說(shuō)經(jīng)濟(jì)效益好，是一款安全、高性?xún)r(jià)比的儲(chǔ)能產(chǎn)品，已有40余年的技術(shù)積累和儲(chǔ)備。
以此技術(shù)為基礎(chǔ)，緯景儲(chǔ)能聯(lián)合中國(guó)電建集團(tuán)江西省電力建設(shè)有限公司，于2019年6月共同開(kāi)發(fā)建設(shè)余干祥暉20MW扶貧光伏發(fā)電項(xiàng)目配套的200kW/600kWh鋅鐵液流儲(chǔ)能系統(tǒng)示范項(xiàng)目，該項(xiàng)目在2021年10月成功并網(wǎng)。
該項(xiàng)目采用的正是緯景儲(chǔ)能希音系列儲(chǔ)能產(chǎn)品，具有極安全環(huán)保、服務(wù)壽命長(zhǎng)達(dá)20年、工作環(huán)境溫度范圍廣（-10℃~+45℃）、儲(chǔ)能時(shí)間長(zhǎng)（>8小時(shí)）、度電成本低等特點(diǎn)，并且應(yīng)用范圍廣泛，適合多種長(zhǎng)時(shí)新型儲(chǔ)能需求。
據(jù)緯景儲(chǔ)能披露，其創(chuàng)始團(tuán)隊(duì)率先突破電化學(xué)還原反應(yīng)的關(guān)鍵問(wèn)題（抑制鋅枝晶）并取得專(zhuān)利，進(jìn)一步降低鋅鐵液流電池技術(shù)成本。相比于鋰電池約5~6毛錢(qián)和全釩液流電池約3~4毛錢(qián)的度電成本（充放一度電的單位成本），緯景能把鋅鐵液流電池的度電成本壓縮在2毛以?xún)?nèi)。
產(chǎn)能方面，緯景儲(chǔ)能也在積極布局。除了鹽城、珠海，緯景儲(chǔ)能已在廣東、山東、湖北、浙江等地規(guī)劃多個(gè)鋅鐵液流電池“超G工廠”。
2022年7月初，緯景儲(chǔ)能與湖北宜昌猇亭區(qū)政府簽署合作協(xié)議，確定總投資130億元的鋅鐵液流新型儲(chǔ)能電池項(xiàng)目，將打造年產(chǎn)能3GW的“緯景儲(chǔ)能超G工廠”；
半個(gè)月后，緯景儲(chǔ)能又在江蘇鹽城大豐區(qū)舉行了緯景鋅鐵液流新型儲(chǔ)能電池項(xiàng)目簽約活動(dòng)，項(xiàng)目計(jì)劃5年內(nèi)總投資100億元，主要建設(shè)5GW的超級(jí)工廠、研發(fā)基地和電解液中心；
7月底，緯景儲(chǔ)能位于珠海的智能制造基地（超G工廠）在“5.0產(chǎn)業(yè)新空間集中開(kāi)工儀式”上奠基動(dòng)工，同時(shí)，緯景儲(chǔ)能首席智造官劉雷在接受采訪時(shí)表示，將投資17億元，在富山工業(yè)城建設(shè)年產(chǎn)1.5GW鋅鐵液流電池項(xiàng)目。
2023年1月16日，緯景儲(chǔ)能宣布，其“液流電池電堆智能產(chǎn)線”在江蘇鹽城的智能制造工廠正式啟用。
據(jù)該公司介紹，此次正式投運(yùn)的鋅鐵液流電池電堆智能產(chǎn)線，采用了先進(jìn)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，精密工業(yè)機(jī)器人等多種領(lǐng)先的智慧工廠技術(shù)，不僅可執(zhí)行繁重和高一致性的液流電池制造、智慧物流和倉(cāng)儲(chǔ)任務(wù)，把生產(chǎn)效率提升500%以上，更形成了儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代先進(jìn)制造新模式，開(kāi)創(chuàng)性地實(shí)現(xiàn)液流電池電堆生產(chǎn)的全鏈路數(shù)智化，標(biāo)志緯景儲(chǔ)能開(kāi)啟了百兆瓦數(shù)量級(jí)以上的量產(chǎn)能力。
除了緯景儲(chǔ)能，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)中也有其他企業(yè)和團(tuán)隊(duì)在攻略鋅鐵液流電池技術(shù)，如重慶信合啟越同長(zhǎng)沙理工大學(xué)研發(fā)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了鋅鐵液流電池的產(chǎn)業(yè)化工作，并設(shè)計(jì)出了相應(yīng)樣機(jī)，推進(jìn)了相關(guān)器件的國(guó)產(chǎn)化；大連化物所與金尚新能源合作進(jìn)行自主研發(fā)10 KW級(jí)堿性鋅鐵液流電池儲(chǔ)能示范系統(tǒng)，并于2020年在金尚新能源區(qū)內(nèi)投入運(yùn)行。
綜合看來(lái)，鋅鐵液流儲(chǔ)能電池是一個(gè)很新穎的技術(shù)，玩家仍屈指可數(shù)。雖然鋅鐵液流電池具有較高的能量效率，較長(zhǎng)的循環(huán)壽命以及較低的材料成本，商業(yè)化前景廣闊，但這仍然僅停留在紙面上，要在多種技術(shù)林立的儲(chǔ)能市場(chǎng)強(qiáng)勢(shì)出圈，以緯景儲(chǔ)能為代表的相關(guān)企業(yè)還有較長(zhǎng)一段路要走。
