近日，中國科學院大連化學物理研究所張華民在 Electrochemical Energy Reviews期刊發(fā)表題為“Progress and Perspectives of Flow Battery Technologies”的綜述論文，系統(tǒng)論述了液流電池技術的研發(fā)現(xiàn)狀和展望

本綜述亮點：1、總結了液流電池儲能技術的研究和發(fā)展現(xiàn)狀，包括全釩液流電池、鋅基液流電池和液流電池新體系；2、評述了全釩液流電池、鋅基液流電池和液流電池新體系目前存在的問題及改進方法；3、論述了液流電池儲能技術的產業(yè)化進展，及其在產業(yè)化過程中面臨的挑戰(zhàn)和應對策略；4、展望了液流電池儲能技術的未來發(fā)展方向。

（來源：微信公眾號“ElectrochemicalEnergyReviews”）

前言

隨著能源危機和環(huán)境污染問題的日益加重，清潔可再生能源的利用越來越重要。大規(guī)模儲能技術可以解決可再生能源發(fā)電過程中存在的不連續(xù)、不穩(wěn)定的問題，提高電網穩(wěn)定性。因此，大規(guī)模儲能技術對可再生能源由輔助能源向主導能源的轉變至關重要。大規(guī)模儲能對電池技術的要求主要包括三個方面：1）安全性好；2）生命周期的性價比高；3）生命周期的環(huán)境負荷小。液流電池的特性決定其是大規(guī)模儲能的首選技術之一。

內容簡介

本文首先介紹了液流電池儲能技術的基本原理和特征，總結了全釩液流電池、鋅基液流電池（包括鋅溴液流電池、鋅溴單液流電池、鋅鎳單液流電池、鋅鐵液流電池和鋅碘液流電池）和液流電池新體系（包括水系液流電池和非水系液流電池）的研究現(xiàn)狀，評述了不同液流電池體系的優(yōu)缺點及其應用前景，重點總結了液流電池儲能技術的產業(yè)化進程。本文評述了液流電池儲能技術的性能提升所面臨的挑戰(zhàn)及應對策略，給出全釩液流電池和鋅基液流電池的技術發(fā)展路線，并評述了液流電池新體系的發(fā)展趨勢和實用化前景。

一、液流電池儲能技術的基本原理

經典的液流電池通過正、負極電解質溶液中活性物質發(fā)生的可逆氧化還原反應（即價態(tài)的可逆變化）實現(xiàn)電能和化學能的相互轉化。與一般固態(tài)電池不同，液流電池的正極和負極電解質溶液儲存于電池外部的儲罐中，通過電解質溶液循環(huán)泵和管路輸送到電池內部進行反應，因此液流電池的功率與容量可獨立設計。

二、全釩液流電池儲能技術

全釩液流電池儲能技術具有能量轉換效率高、蓄電容量大、選址自由、可深度放電、使用壽命長、安全環(huán)保等優(yōu)點，是已滿足產業(yè)化要求的液流電池儲能技術。近幾年，大連化物所/融科儲能合作團隊在全釩液流電池關鍵材料（包括電解質溶液、電極材料、非氟離子傳導膜、碳塑復合雙極板等）的研發(fā)及產業(yè)化應用方面取得一系列重要進展。全釩液流電池的技術展望如圖所示。與其他二次電池不同，全釩液流電池的成本中，目前電解液的成本約占50%，而電解液可循環(huán)使用。

三、鋅基液流電池

鋅具有儲量豐富、價格相對便宜、能量密度高、氧化還原反應可逆性好等優(yōu)點，以金屬鋅為負極活性組分可衍生出多種液流電池體系。其中，鋅溴液流電池已經進入工程應用示范和產業(yè)化應用階段，鋅鎳單液流電池、鋅鐵液流電池和鋅碘液流電池目前處于實驗室基礎研究和工程放大階段。鋅基液流電池的技術展望如圖所示：

四、液流電池新體系

近年來，許多科研工作者對液流電池新體系進行了探索。非水系液流電池的研究主要是追求更高的電位，水系液流電池的研究旨在降低儲能活性物質的成本，提高電池的能量密度。雖然液流電池在新體系的研究方面有許多論文發(fā)表，但至今沒有工程應用示范或有較好產業(yè)化應用前景的體系。

總 結

本文系統(tǒng)總結和闡述了液流電池儲能技術的研究現(xiàn)狀、面臨挑戰(zhàn)以及發(fā)展策略，重點評述了全釩液流電池和鋅基液流電池的應用前景，并提出二者的技術發(fā)展路線。

原標題:張華民研究員最新EER綜述：液流電池技術研發(fā)現(xiàn)狀與展望