年产1GWH，全球首个绿色铅盐单液流储能电池（无膜）生产线建设项目获审批

　　日前，全球液流电池网获悉，全球首个年产1GWh绿色铅盐单液流储能电池（无膜）生产线建设项目已获得审批，即将开启建设，此项目落户甘肃省张掖市高台县，投资建设单位为西安秦源智科储能科技有限公司。

　　审批项目：年产1GWH绿色铅盐单液流储能电池生产线建设项目

　　审批部门：高台县发展和改革局（甘肃）

　　审批事项：企业投资项目备案

　　办理结果：准予许可

　　办理时间：2024/04/04

　　审批文号：高发改（备）〔2024〕22号

　　在液流电池这个大家庭里，技术路线种类众多，可谓百花齐放，其中以全钒液流电池技术及商业化程度最高。其实大家接触和了解较多的全钒、铁铬等几乎都是双液流电池，单液流电池，大多数人还比较陌生。单液流电池具有液流电池的显著特点，能量主要载体是通过储液罐及泵在电池内外循环的电解液，最大区别在于单液流电池不需要隔膜，只需要一个储液罐，内部设计大大简化。单液流电池，因为无需隔膜，在成本上有着明显优势，同时还可以有效避免双液流电池存在的溶液交叉污染等问题。

　　西安秦源智科储能科技有限公司（以下简称秦源智科）是依托西安理工大学科研成果转化成立的新能源公司，由西安理工大学刘政及其团队研制的绿色铅盐单液流电池正是建立在Pletcher教授铅酸单液流电池基础之上。秦源储能CEO赵云西安理工出身，曾任隆基绿能公共事务经理。秦源智科首席科学家是刘政博士，2007年，刘政毕业于英国谢菲尔德大学，获博士学位，2011年回国进入西安理工大学任教，成立液流电池研发团队，并与英国南安普顿大学合作。

　　据了解秦源智科的主要产品成本与锂电池价格持平，绿色铅盐单液流电池首次实现了单一电解液双极性结构，电堆取掉了质子交换膜，降低电堆成本并极大的保证了系统安全性，自研一体化双极板，性能优于优于美国能源协会标准，电解液及流道技术达到同行业领先水准，公司研发的高性能电解液在-40C°至50C°之间充放电库仑效率达了95%以上，大部分环境工况下无需温度调整，自研单液流电池专用BMS、EMS系统，该电池体系具有高安全、宽温域、低成本、环境友好等优点。

西安秦源绿色铅盐单液流电池生产项目签约落户高台

　　2023年秦源智科获批“国家高新技术企业”；获得中国物理与化学电源协会、中国储能网联合颁发的《2023年度中国新型储能最具投资价值新势力奖》；参加全国双创大赛陕西赛区“新能源组第五名”等荣誉称号。公司在陕西三原及甘肃高台的产线正建设中，年内可形成GW的交付能力。

　　铅酸单液流电池

　　为避免双液流电池的诸多缺点，英国Pletcher教授及其研究课题小组在对传统铅酸电池进行深入认识的基础上，于2004年提出了一种全沉积型的单液流电池体系，该电池结构简单，正负极处于同一反应池中，采用酸性甲基磺酸铅溶液作为电解液，正负极均采用惰性导电材料（碳材料）作为电极基底。充电时电解液中的Pb2+在负极发生还原反应生成金属Pb并沉积在负极基底上；同时Pb2+也在正极发生氧化反应生成PbO2并沉积在正极基底上。

　　由于在一定的温度范围内，电沉积生成的活性物质Pb和PbO2均不溶于甲基磺酸溶液，因此该液流电池体系不存在正负极活性物质相互接触的问题，所以不需要使用离子交换膜，甚至连单沉积液流电池中的通透性隔膜也不需要，所以也不存在使用两套电解液循环系统的问题。这些都大大降低了液流电池的成本。

　　Pletcher教授研发的铅酸单液流电池也被视为单液流电池体系的开端。

　　锌溴单液流电池

　　目前，锌溴液流电池企业主要有美国Primus Power公司、澳大利亚的Redflow 公司，国内的恒安储能、温州锌时代等。

　　美国加州的锌溴液流电池企业Primus Power设计的锌溴液流电池Energy Pod由一个电解液罐、一个循环电解液的泵送系统、两堆48个钛电极(电池)、一个热管理系统和一个电池管理系统组成，也拥有无膜、仅有一个电解液循环系统的单液流电池特性。

　　美国Primus Power Solutions, Inc.公司成立于2009年，专业为商业、工业、可再生能源和公用事业市场提供低成本、无衰减和长寿命的储能系统。该公司屡获殊荣的EnergyPod2可满足对长续航时间电池的需求，以减少停电并满足峰值电力需求，确保数小时的电池电量（20 年寿命）而不会退化。

　　EnergyPod 2具有出色的能量容量，具有稳定的锌溴液流电池 (ZBFB)、卓越的电池架构和液流架构以及行业领先的 LCOS。此外，EnergyPod 2的优化设计消除了限制寿命的电池组件，包括复杂的管道、石墨电极和隔膜/隔板，这是一款没有隔膜的长效（锌溴）无衰减液流储能电池。

　　据悉，Primus Power Solutions2009年投入研发长效液流储能电池技术。2017年在获得1.36美金融资后进入第二代研发和中试，并在2018年获得成功。2019年与哥伦比亚大学联合研制第三代产品。

　　国内锌溴液流电池的发展

　　2017年，由中国科学院大连化学物理研究所的研究人员自主开发的国内首套5kW/5kWh锌溴单液流电池储能示范系统在陕西省安康市华银科技股份有限公司厂区内投入运行。

　　该锌溴单液流电池储能示范系统由一套电解液循环系统、4个独立的千瓦级电堆，以及与其配套的电力控制模块组成，经现场测试，该系统在额定功率下运行时的能量转换效率超过70%。其成功运行为锌溴单液流电池系统的工程化和产业化开发奠定了坚实的基础。

　　据了解，锌溴单液流电池有别于传统的液流电池技术，其正负极采用相同的电解质溶液，仅需一套电解液储存及循环系统，具有结构简单、能量密度高、成本低等优点，适用于百千瓦及以下级别的分布式储能系统。此外，其单液流的结构将溴封闭于正极内，解决了溴对管路系统的腐蚀问题。

国电投黄河水电光伏实证基地首台兆瓦时级锌溴液流电池储能系统

　　国内首台兆瓦时级锌溴液流电池储能系统由百能汇通生产。2022年，恒安储能收购了百能汇通锌溴液流电池相关的知识产权与生产研发设备。目前，恒安储能已实现年产能200MWh。2023年11月，恒安储能母公司中国安储能源及恒安储能计划于宿迁开发区内建设年产能10GWh的锌溴液流电池生产项目。温州锌时代由浙江大学叶志镇院士领衔创建，依托于浙江大学温州研究，致力于锌溴液流电池的产业化。2023年3月，温州锌时代锌溴液流电池中试产线建成。但国内的锌溴液流电池目前几乎已经不是单液流模式了。

　　锌镍单液流电池

　　结合锌镍二次电池与液流电池优势，2007年，解放军军事科学院防化研究院研究员程杰、院士杨裕生共同开发了锌镍单液流电池。与锌溴单液流电池结构类似，锌镍单液流电池正负极采用同一种电解质，无需离子交换膜，结构简单。

　　在产业化方面，国内主要有超威集团、张家港智电芳华公司和大连化物所，国外的美国纽约城市大学和英国埃塞克斯大学分别在2009年和2016年进行了该技术的开发，在应用方面，锌镍液流电池并不太成功，尚未有商业化项目出现。

　　实验室阶段，锌镍液流电池的综合性能较佳，也进行了初步的应用示范，但由于镍价快速上涨，锌镍单液流电池的价格竞争力快速减弱，技术的开发和部署处于较为停滞的阶段。

　　在技术层面，锌枝晶与积累导致的电池短路以及寿命降低问题还需要进一步研究，锌镍单液流电池的正负极面积容量低且功率与容量不能完全解耦，以及电池正极需要高成本烧结镍才能保障较长寿命的问题有待解决。