中國粉體網訊 據某市場調研公司調研，未來10年氧化液流電池技術（RFB，Redox Flow Battery）將開始占領鋰離子電池市場，并在2031年超過鋰離子電池儲能容量。依靠儲罐中釩、鋅-多碘化物、多硫化物溴化物或鈾電解質溶液，RFB可以儲存來自包括陽光、風或潮汐等可再生能源，并在需要之時釋放。
目前，越來越多的國家推行綠色經濟政策，能源情景正在發生變化，儲能在電網容納可變可再生能源（VRE，Variable Renewable Energy）過程中的作用非常關鍵。電力供應需要穩定，不能因為風和太陽的間歇性而停止，因此研究人員認為，本十年末期RFB將大規模出現，一旦RFB行業市場地位穩固，將對已經完善的鋰離子電池市場帶來極大沖擊。
（圖片來源：IDTechEx：釩電池挑戰鋰電池市場）
液流電池簡介
液流電池技術是一種大規模高效電化學儲能技術，一般通過液態活性物質發生氧化還原反應，實現電能與化學能相互轉換及能量存儲。液流電池也常被稱為氧化還原液流電池。液流電池的活性物質是具有流動性的液體電解質溶液，可以存儲在電堆外部，通過泵輸送至電池內進行反應。電池內的正、負極電解液由離子交換膜隔開，在充、放電過程中，電解液中的活性物質離子在惰性電極表面發生價態變化，實現化學能與電能的轉換，從而實現電能的存儲與釋放。
根據不同的活性物質，液流電池可以分為全釩、鋅-溴、多硫化鈉-溴、鐵-鉻等多種技術路線。特別是全釩液流電池，其壽命長、規模大、安全可靠的優勢尤為突出，成為規模儲能的首選技術，在調峰電源系統、大規模風光電系統儲能、應急電源系統等領域具有廣闊的應用前景。
全釩液流電池
（圖片來源：羅麗娟等：綜合能源服務用釩電池儲能）
全釩液流電池是一種二次充電電池。利用 VO2＋/VO2＋、 V2＋/V3＋兩對氧化還原電堆的釩離子溶液分別作為正極和負極的活性物質，分別儲存在各自的電解液儲罐中。對電池進行充/放電時，電解液通過泵的作用，由外部儲液罐分別循環流經電池的正極室和負極室，并在電極表面發生氧化和還原反應，實現對電池的充/放電。
全釩液流電池特點
1）配置靈活。釩電池設計靈活，功率和容量獨立設計。可根據各種應用場所和領域的負載大小進行功率和容量的調節。
2）循環壽命長。循環次數≥13000次以上，使用壽命可達20年以上。
3）安全性高。系統在常溫下運行，無爆炸、起火等危險，備有防漏裝置，避免發生電解液泄漏。
4）深充深放。系統深充深放不會對電池性能造成影響，系統放電深度（DOD）≥90%。在快速、大電流密度下充放電，不會對電池造成損傷。
5）環境友好。電解液均為液體，能無限次循環使用，且電解液可回收利用，不會對環境造成污染；電堆材料中電極采用炭/石墨氈，雙極板大多采用石墨或碳材料，報廢后不會對環境造成污染。其他材料多為高分子材料，可回收利用。
釩電池發展方向
釩液流電池是液流電池技術的研發熱點，我國不僅掌握釩電池的關鍵技術，而且擁有豐富的釩礦資源。我國已成功開發了5 MWh /10 MWh大規模全釩液流電池儲能系統，并連續運行超過5年。釩液流電池將在國內具有很好的發展和應用前景。
國際權威咨詢機構麥肯錫將儲能技術定位為影響未來世界發展的12項顛覆性技術之一。國際能源署（IEA）預計，到2050年全球儲能市場規模將達數萬億美元。Pike Research《2011—2021年全球各種儲能技術應用投資預測》液流電池在未來電力儲能中將占1/3份額，其中，風能和太陽能電力在后面幾年將大幅提升。釩電池儲能系統隨著新能源和儲能的大規模應用而不斷發展和進步，市場潛力和市場份額進一步的提升。
參考資料：
中華人民共和國自然資源部：IDTechEx：釩電池挑戰鋰電池市場
羅麗娟等：綜合能源服務用釩電池儲能2021
杜楊玲：液流電池技術專利分析2019
（中國粉體網編輯整理/青黎）
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