储能电池新方向——铁铬液流电池

电子发烧友网报道（文/黄山明）所谓铁铬液流电池是一种氧化还原液流电池，利用溶解在盐酸溶液中的铁、铬离子价态差异进行充放电。在充电过程中，铁离子失去电子被氧化，铬离子得到电子被还原；放电过程则相反。

该电池在储能领域具有显著优势，包括长循环寿命、高安全性、低成本以及环境友好性。例如电解质溶液为水系溶液，无爆炸风险，且电池堆与储液罐分离，在常温常压下运行。运行温度范围为-20℃至70℃，能适应各种环境条件。其废旧电池易于处理，电解质溶液可循环利用。

其使用寿命长，可达20000次以上，远超其他类型电池，适合长时间储能应用。此外，铁铬液流电池的原材料丰富，成本较低，且在生产过程中不涉及重金属污染，符合环保要求。并且该电池额定功率和额定容量独立，可根据需求进行量身定制。

铁铬液流电池发展现状

该电池起源于20世纪70年代的美国国家航空航天局（NASA），日本新能源产业技术开发机构（NEDO）曾推出相关系统原型样机。我国相关研究单位也早有研究，2020年底，国家电投成功试制“容和一号”大容量电池堆，并在河北张家口战石沟250kW/1.5MWh示范项目上成功应用，开启了商业应用新征程。

据相关机构统计，目前铁铬液流电池还处于发展前期，2023年全球铁铬液流电池市场销售额达到了0.18亿美元。预计2030年将达到39.05亿美元，年复合增长率（CAGR）为117.1%。

值得一提的是，目前中国为全球核心生产与应用市场，国家电投集团是唯一实现商业化落地的企业，主要应用在储能系统方面。

该电池广泛应用于发电侧、电网侧和用户侧，如在新能源汇集站、电网关键节点、城市负荷中心等区域建设规模化液流储能电站；也可用于火电厂的削峰填谷、调峰调频、平衡负荷等；还能用于城市应急备用、大型独立/共享储能、高耗能企业、工业园区新能源就地接入和零碳电厂电力系统配置储能等。

当前所遇到的一些问题主要集中在初始制造成本高，以及关键材料（如质子交换膜）依赖进口，规模化生产不足。同时能量密度（约25-35Wh/L）低于锂电池，需提升活性物质浓度与电堆设计。

不过目前已经有机构通过在电极界面进行金属刻蚀处理等方式，提升了铁负极性能，实现了全电池在-20℃低温条件下稳定运行100小时，为宽温域全铁液流电池技术产业化开发与应用推广奠定了技术基础。

当前，中海储能等企业在铁铬液流电池领域有布局和项目推进。例如中海储能与多地签署合作协议，投资建设相关项目，其自主创新的铁铬液流电池技术受到关注。

随着全球对可再生能源存储需求的不断增长，铁铬液流电池市场呈现出强劲的增长趋势。数据中心和电动汽车充电站等行业对液流电池的采用也在增加，进一步推动了市场的发展。此外，政府对储能技术的支持和激励政策也为铁铬液流电池市场提供了良好的发展环境。

小结

铁铬液流电池作为一种高效、安全、环保的储能技术，在储能领域展现出广阔的应用前景和市场潜力。随着技术的不断进步和市场规模的扩大，铁铬液流电池有望在未来的能源存储市场中占据重要地位。‌‌‌