中國儲能網(wǎng)訊:通俗意義上,新型儲能是指除抽水蓄能以外的新型儲能技術(shù),包括新型鋰離子電池、液流電池、飛輪、壓縮空氣、氫(氨)儲能、熱(冷)儲能等,作用類似“充電寶”,是把富余的電能儲存起來,在用電低谷時“充電”,在用電高峰時“放電”。而液流電池作為一種將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的儲能技術(shù),憑借著長壽命、大容量、高安全等優(yōu)點得到了儲能領(lǐng)域的廣泛關(guān)注。
位于秦創(chuàng)原立體聯(lián)動孵化器總基地的西安秦源智科儲能科技有限公司(以下稱為“秦源儲能”)正是眾多研發(fā)液流電池儲能技術(shù)中的一員。與他人不同的是,在全釩液流電池為主流的液流電池領(lǐng)域中,秦源儲能卻另辟蹊徑。
行業(yè)黑馬
綠色鉛鹽單液流電池
秦源儲能是依托西安理工大學(xué)科研成果轉(zhuǎn)化成立的一家國家級高新技術(shù)企業(yè)。2011年,西安理工大學(xué)劉政博士成立了液流儲能電池研發(fā)團(tuán)隊。2017年,團(tuán)隊研制出“10kW/600Ah光伏/單液流電池儲能離網(wǎng)運行系統(tǒng)”并通過驗收,這一研究成果首次攻克單一電解液雙極性結(jié)構(gòu)設(shè)計世界級難題。與此同時,該項成果在惠州大亞灣進(jìn)行6KW試點風(fēng)光互補儲能系統(tǒng)應(yīng)用示范。2012年,團(tuán)隊建立了500Wh液流電池驗證系統(tǒng),研發(fā)了綠色鉛鹽液流儲能電池電堆。2022年初得到秦創(chuàng)原春種基金的支持,并于2022年9月入駐秦創(chuàng)原立體聯(lián)動孵化器總基地西安理工大科轉(zhuǎn)平臺進(jìn)行孵化。
目前,該公司擁有九項授權(quán)發(fā)明專利,并形成了鉛鹽單液流電池完整的專利池。為用戶提供完整的儲能系統(tǒng)集成解決方案,包括雙極板、電解液、電堆、BMS、PCS、EMS、儲能系統(tǒng)設(shè)計、安裝、運維等相關(guān)產(chǎn)品和服務(wù),主要產(chǎn)品是“無膜綠色鉛鹽單液流電池儲能系統(tǒng)”。
三大創(chuàng)新特性
更高安全性、更長壽命、更寬溫域
綠色鉛鹽單液流電池作為化學(xué)儲能,由儲液罐、泵和電堆組成,在全球首次實現(xiàn)了單一電解液雙極性結(jié)構(gòu)設(shè)計,電堆取掉了卡脖子的質(zhì)子交換膜(科技部發(fā)布的22項卡脖子技術(shù)),解決了全釩等雙液流電池因需要質(zhì)子交換膜隔離不同電價離子而導(dǎo)致維護(hù)周期短和多種離子活性共存導(dǎo)致溫度范圍窄等野外環(huán)境適應(yīng)性難點,又具有數(shù)倍于鋰離子電池、鉛酸蓄電池的充放電循環(huán)壽命。
2004年,英國Pletcher教授及其研究課題小組為了更好的發(fā)揮液流電池優(yōu)良屬性摒棄弊端問題,對傳統(tǒng)形式的鉛酸電池進(jìn)行了深入研究并提出了一種全沉積型的單液流電池體系。劉政團(tuán)隊研制的綠色鉛鹽單液流電池正是建立在這項研究基礎(chǔ)之上。
起初,劉政團(tuán)隊為了提高液流電池的循環(huán)次數(shù),一直致力于攻克電化學(xué)條件下金屬共沉積原理,以達(dá)到抑制負(fù)極鉛枝晶的生成及防止電池短路失效的問題。在經(jīng)過千百次走訪調(diào)查、實驗改良中,劉政團(tuán)隊終于合成出一種無機(jī)非金屬添加劑,它能驅(qū)使電池的單次循環(huán)壽命從低于百次提高到千次。另外,該電池具備可再生特性,因此其總循環(huán)壽命可達(dá)萬次以上。
隨后,團(tuán)隊又一次攻破了電池的耐溫性問題,并調(diào)制出了可在極寒、極熱條件下仍能保持穩(wěn)定的液流電池“獨特配方”。據(jù)了解,該電解液冰點低至-65℃,沸點高達(dá)130℃,庫倫效率在22℃時高達(dá)99%,在50℃和-40℃時均高于95%,正是這些特性,使得電池在極端溫度下仍能保持高效穩(wěn)定的性能。
至此,歷時團(tuán)隊十年研發(fā)的一體化綠色鉛鹽單液流儲能電池電堆,解決了以往電池?zé)o法耐極寒及高溫、結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定等國際關(guān)鍵技術(shù)問題。
成本低廉
低成本,應(yīng)用范圍廣闊
較傳統(tǒng)雙液液流電池而言,綠色鉛鹽單液流電池的單一電解液雙極性結(jié)構(gòu)具備更高的能量密度和功率密度,不使用昂貴的質(zhì)子交換膜,故電池內(nèi)部設(shè)計更簡單,再搭配上耐兩極溫度強(-40℃至50℃)的穩(wěn)定性,大大降低了液流電池系統(tǒng)的復(fù)雜性,也降低了電池成本,成本基本與鋰電池價格持平。目前,該技術(shù)可廣泛的用于發(fā)電測新能源配儲、電網(wǎng)側(cè)調(diào)峰調(diào)谷,工商業(yè)用戶峰谷套利及穩(wěn)定應(yīng)急電源,也可用邊防軍工、通訊機(jī)站等。