| 什么是鋅鐵液流電池？有何優勢？ |
| 發布時間:2023-03-11 09:28:25| 瀏覽次數： |
從2022年新增裝機技術占比來看，液流電池儲能技術占比2.3%，占比增速明顯加快。
而其背后的原因之一就是技術突破和經濟性提高。
成本和安全是新型長時儲能技術的兩大痛點，以低成本和高安全著稱的鋅鐵液流電池能否借此強勢出圈？
技術溯源
鋅鐵液流電池是依靠鋅酸鹽離子和鐵離子之間的電化學反應來實現電能的儲存和釋放的一項技術，最早由國外研究者提出，距今已有四十多年的發展歷史。
鋅鐵液流電池可以在很寬的pH范圍內工作，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期循環；酸性鋅鐵液流電池充分利用了鐵離子在酸性介質中溶解度高、電化學性能穩定的優勢，但負極側受pH影響較大；中性鋅鐵液流電池由于其無毒無害、環境溫和逐漸受到關注，與多孔膜結合可有效降低電池成本。
目前堿性鋅鐵液流電池是市場上鋅鐵液流電池的主要發展方向。而國內對鋅鐵液流電池的研發主要來自中科院大連化學物理研究所。
中科院大連化物所于2009年開始，逐步開展了高能量密度、低成本鋅基液流電池技術、鋅碘液流電池技術、鋅鐵液流電池技術、鋅溴蓄電池等一系列基于鋅作為負極的液流電池技術。
2017年，該團隊開發出新一代高能量密度低成本中性液流鋅鐵液流電池體系。據稱該電池在40mA/cm2工作電流密度條件下，能量效率超過86%，連續運行超過100次循環性能無明顯衰減。該體系活性物質濃度可達2M，其體積能量密度可達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）,表現出很好的應用前景。
一年后，該團隊又在此基礎上研制出堿性鋅鐵液流電池，其堿性鋅鐵液流電池儲能技術具有成本低、安全性高、開路電壓高和環境友好等特點，并且在一定程度上解決了傳統的鋅基液流電池鋅負極面容量受限的問題。
隨著技術的迭代，鋅鐵液流電池的優勢越來越明顯。
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、環境友好等優點，在大規模長時儲能領域具有較好的應用前景；不過，無論哪種鋅鐵液流電池，負極側都存在鋅枝晶和面容量有限的缺點，成為鋅鐵液流電池產業化必須考慮的問題。
低成本的誘惑
在鋅鐵液流電池的產業化道路上，緯景儲能似乎走得又快又穩。
2013年，劉雷（緯景儲能首席智造官）和創始團隊已經開始在全球范圍內尋找新能源儲能的解決方案，排除了在國內更為人熟知的全釩和鐵鉻路線，劉雷和團隊最終選定鋅鐵液流電池。在他們看來，鋅鐵原料供給大、價格低，更具競爭力。
2018年，緯景儲能科技有限公司成立，其核心技術來自美國ViZn公司的鋅鐵液流電網級儲能技術，該儲能技術有顯著的安全和環保優勢，同時對用戶來說經濟效益好，是一款安全、高性價比的儲能產品，已有40余年的技術積累和儲備。
以此技術為基礎，緯景儲能聯合中國電建集團江西省電力建設有限公司，于2019年6月共同開發建設余干祥暉20MW扶貧光伏發電項目配套的200kW/600kWh鋅鐵液流儲能系統示范項目，該項目在2021年10月成功并網。
該項目采用的正是緯景儲能希音系列儲能產品，具有極安全環保、服務壽命長達20年、工作環境溫度范圍廣（-10℃~+45℃）、儲能時間長（>8小時）、度電成本低等特點，并且應用范圍廣泛，適合多種長時新型儲能需求。
據緯景儲能披露，其創始團隊率先突破電化學還原反應的關鍵問題（抑制鋅枝晶）并取得專利，進一步降低鋅鐵液流電池技術成本。
相比于鋰電池約5~6毛錢和全釩液流電池約3~4毛錢的度電成本（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毛以內。
產能方面，緯景儲能也在積極布局。除了鹽城、珠海，緯景儲能已在廣東、山東、湖北、浙江等地規劃多個鋅鐵液流電池“超G工廠”。
2022年7月初，緯景儲能與湖北宜昌猇亭區政府簽署合作協議，確定總投資130億元的鋅鐵液流新型儲能電池項目，將打造年產能3GW的“緯景儲能超G工廠”；
半個月后，緯景儲能又在江蘇鹽城大豐區舉行了緯景鋅鐵液流新型儲能電池項目簽約活動，項目計劃5年內總投資100億元，主要建設5GW的超級工廠、研發基地和電解液中心；
7月底，緯景儲能位于珠海的智能制造基地（超G工廠）在“5.0產業新空間集中開工儀式”上奠基動工，同時，緯景儲能首席智造官劉雷在接受采訪時表示，將投資17億元，在富山工業城建設年產1.5GW鋅鐵液流電池項目。
2023年1月16日，緯景儲能宣布，其“液流電池電堆智能產線”在江蘇鹽城的智能制造工廠正式啟用。
據該公司介紹，此次正式投運的鋅鐵液流電池電堆智能產線，采用了先進工業物聯網系統，精密工業機器人等多種領先的智慧工廠技術，不僅可執行繁重和高一致性的液流電池制造、智慧物流和倉儲任務，把生產效率提升500%以上，更形成了儲能產業現代先進制造新模式，開創性地實現液流電池電堆生產的全鏈路數智化，標志緯景儲能開啟了百兆瓦數量級以上的量產能力。
除了緯景儲能，國內市場中也有其他企業和團隊在攻略鋅鐵液流電池技術，如重慶信合啟越同長沙理工大學研發團隊進行了鋅鐵液流電池的產業化工作，并設計出了相應樣機，推進了相關器件的國產化；
大連化物所與金尚新能源合作進行自主研發10 KW級堿性鋅鐵液流電池儲能示范系統，并于2020年在金尚新能源區內投入運行。
綜合看來，鋅鐵液流儲能電池是一個很新穎的技術，玩家仍屈指可數。雖然鋅鐵液流電池具有較高的能量效率，較長的循環壽命以及較低的材料成本，商業化前景廣闊，但這仍然僅停留在紙面上，要在多種技術林立的儲能市場強勢出圈，以緯景儲能為代表的相關企業令人期待。
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