新型液流电池铸就未来储能系统【钜大锂电】

我国储能网讯：液流电池是一种大型储能装置，其基本工作原理为电池的正负极或某一极活性物质为液态流体氧化还原电对。有不少专家都看好液流电池，认为液流电池未来将朝着规模化方向发展。另外，液流电池是一种适合风能、太阳能等新能源发电的储能技术。如何将这一技术真正广泛应用到能源各个领域，这是目前亟待突破的问题。目前来看，液流电池存在造价高、体积大等难题，这成为研究人员的重要攻关方向。

近日，美国一家名为普里莫斯电力公司（PrimusPower）的公司获得了1100万美元的风投资金用于制造第一款新型的液流电池，该款液流电池具有造价低、应用广等特点。普里莫斯公司首席执行官汤姆·斯泰品表示：这种液流电池可以用稳定电网、降低发电成本。此外，它还能帮助公用事业公司更好地整合间歇性的可再生能源电力，比如风能和太阳能等。

体积小助力市场拓展液流电池造价高、体积大，这一直是制约其规模化发展的重要原因。目前，普里莫斯电力公司正试图解决这些问题。根据传统设计模式，液流电池要将电解质和储能材料混合并储存在巨大的容器中，有的容器会达到10米高、20米宽，然后再将这些液流泵入电流装置。理论上而言，该技术可能是最便宜的电网储能方式，因为其原材料廉价又丰富。但实际上，液流电池造价昂贵，部分原因是它体积大，必须根据场地定制。普里莫斯公司希望在此方面有所突破，通过采用新设计来实现液体电池的大规模生产。

目前来看，市场对液流电池的需求一直在新增，因为公用事业公司预计电力需求的上升可能会使电网超负荷。此外，美国许多州，尤其是加利福尼亚州，要求使用大量的可再生能源，但由于可再生能源发电有间歇性，因此公用事业公司要想维持电力供需供求平衡、防止停电存在实际困难。

普里莫斯公司首席执行官汤姆·斯泰品表示：普里莫斯电力公司正积极研发取代大型储存容器的设备，目前计划采用的电池尺寸如热水箱大小。这种方法虽然终结了基于大型储存容器的低成本研发，但它赢得了更多机会，因为这一改变可以让厂大规模生产液流电池。

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此外，普里莫斯公司公也在利用新的锌储能材料，这一设计可将电池输出功率提高4至5倍。汤姆·斯泰品表示：这些变化会使电池体积更小、造价也将更便宜，同时耗材也将更少。此外，它能更好地安装在公用事业机构的现有电力设备中，如变电站等。这一电池系统可存放在船运集装箱内，便于运送。据悉，有关公共事业公司来说，这一电池系统将为他们带来好处，因为假如公用事业公司正等待新电源线的安装，又要临时电力，电池系统将帮上大忙。其他一些公司目前也致力于电池模块化设计，但重要集中在较大组件，每个组件可以供应1兆瓦或更多电力。低价格更具吸引力美国电力科学研究院能源存储高级项目经理哈莱西·卡马斯表示：液流电池原材料比较廉价，如基于水的电解质，且储能设备的制造材料也很常见，如铁和锌，因此，一旦批量生产，液流电池成本可能降下来。美国电力科学研究院是一家非营利性研究机构，得到电力行业的广泛支持。目前为止，液流电池示范项目的高成本价已影响了该项目的进一步投资。

这种电池造价高，制约了其普遍使用。几乎在所有情况下，相比这种新电池，安装新高压输电线或使用天然气发电厂以弥补功率输出的变化都比之便宜，这种变化来自太阳能和风电场。虽然普里莫斯电力公司的技术仍然过于昂贵，难以解决电网能源储存的所有问题，但是，其用途广泛。

普里莫斯电力公司近日联合了其他20家公司，旨在生产更便宜的液流电池。它的目标是每千瓦时的储能造价达到500美元。卡马斯说：虽然其他公司从未透露过液流电池的制造成本，但是绝大部分都超过每千瓦时2000美元。这将远低于迄今的制作成本。卡马斯说：假如能达到每千瓦时500美元的造价，液流电池成本下降，可广泛用于电网。此外，这还可以实现更多应用，比如推迟电源线建设。液流电池这一价格比现有锂离子电池便宜不少，后者成本约每千瓦时1000美元。卡马斯表示，即使达到每千瓦时500美元的造价，液流电池价格依旧昂贵，难以满足美国能源部的目标，因为美国能源部要求能源存储系统成本要低于每千瓦时100美元。新技术仍在积极发展目前，其他许多存储技术正在试验开发阶段，以实现美国能源部的低造价。一种半固态液流电池技术正在开发，开发者是一家名为24M的新创公司，这种液流电池在电解质中使用高浓度的储能材料，这就意味着其储能总量将是常规液流电池的9倍。另外，液态金属电池公司（LiquidMetalBattery）正在商业化一种电池，其电极和电解质由熔融金属和盐组成。

卡马斯表示：假如液流电池供电成本可降至每千瓦时100美元，它们将更加有市场，有关公用事业公司而言，他们可能会更加积极地考虑可再生能源发电，因为新能源发电的间歇性问题能有效解决。

据悉，普里莫斯电力公司最近获得了一项来自来自美国能源部能源高级研究计划局的资助，用于开发低成本电池，相比目前该公司正在扩大规模的液流电池，这将是一种不同的设计。这些电池都可以通过快速充电并向电网输电满足电力高峰的供求，从而防止停电并减少对新高压输电线的需求。