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技术进展

从2000年开始，中科院大连化学物理研究所(下称：大连化物所)和大连融科储能技术发展有限公司(下称：融科储能)通过产学研合作，在电池材料、部件、系统集成及工程应用方面关键技术方面取得重大突破，引领中国全钒液流电池储能技术走在世界前列。

1.掌握了电池关键材料核心技术与产业化生产能力，产品性价比优势明显

在钒电解液开发方面，研发团队以自主生产的高纯钒氧化物为原料，运用专利技术工艺，实现了硫酸体系钒电解液产品、混合酸体系钒电解液产品的规模化生产。目前产能达5万立方米/年，能够满足本项目及国内外市场需求，已经出口欧、美、日等发达国家，占据同类产品80%的市场份额。

在双极板开发方面，研发团队突破了液流电池用高性能、低成本碳塑复合双极板批量化制备技术，并研制出连续成型生产设备，已经实现批量化生产广泛应用于工程项目中。

在离子传导膜开发方面，突破传统的“离子交换传递”机理的束缚，原创性提出了不含离子交换基团的“离子筛分传导”概念，发明了高选择性、高导电性、低成本的非氟多孔离子传导膜，从分子尺度上实现了对钒离子和氢离子的筛分，摆脱了对离子交换基团的依赖，提高了非氟膜的稳定性和耐久性。经10,000多次充放电循环考核，电池性能无明显衰减，电池性能优于全氟磺酸离子交换膜，价格不到全氟磺酸离子交换膜的20%，并实现中试生产和示范应用。

2.掌握了全钒液流电池电堆设计、制造及批量化生产技术

电堆是全钒液流电池储能系统的核心部件，它的性能和成本直接影响电池储能系统的性能和成本。大连化物所和融科储能研究团队突破了电堆的结构设计与集成技术，在2009年成功开发的22kW级液流电池单体电堆基础上，通过进一步优化创新。2013年，成功将电堆的额定工作电流密度由原来的80mA/cm2提高到120mA/cm2而保持能量效率80%，开发出具有国内外领先水平的31.5kW单体电堆，大幅度降低了电堆的材料成本。

3.突破兆瓦以上级储能系统设计集成技术，实现了全钒液流电池储能技术的商业化应用

MW以上级液流电池储能系统通常由上百个甚至数百个电堆构成，储能系统的集成和控制技术直接影响到运行的可靠性和稳定性。研究团队创新性地提出了模块化设计理念，开发出可独立控制运行的液流电池单元储能模块和系统集成技术、智能控制管理技术及多系统耦合与控制技术。图2为研究团队研制出高集成度的125kW和250kW集装箱结构的全钒液流电池单元储能模块，实现了工业化生产。产品的可靠性、稳定性好，在运输、现场安装、灵活设计和环境适用性等方面都具有显著优势。应用标准的储能模块可以构建兆瓦级大规模的电池系统。

4.引领行业、国家标准和国际(IEC)

液流电池标准的制定

研发团队带头人师张华民研究员推动成立了“国家能源行业液流电池标委会”，并任主任委员，牵头制定的多项液流电池国家和能源行业标准填补了国内空白。大连化物所和融科储能公司受欧洲标准委员会(CEN)和欧洲电化学技术标准委员会(CENELEC)邀请，作为欧洲液流电池协议的发起者之一，全面参与欧洲液流电池行业协议的制定。

另外，在张华民研究员的积极推动下，国际电工委员会(IEC)IEC已提出把液流电池标准制定纳入工作范围，并成立了专门的“液流电池国际标准研究组”。公司副总经理、总工程师张华民研究员是其中3名委员之一和召集人，他将液流电池的标准工作正式纳入国际电工委员会工作范畴，并主持《IEC62932-2-1固定式液流电池通用要求和测试方法》国际标准。

工程项目情况

在国家能源结构调整的大背景下，大连化物所和融科储能公司针对目前存在的问题和需求，分别在可再生能源发电领域、分布式发电及智能微网、无市电地区供电等领域开展一系列全钒液流电池工程项目，积累了丰富的应用经验。典型项目情况如下。

原标题：全钒液流电池储能进展与应用

投稿与新闻线索：陈女士微信/手机：13693626116 邮箱：chenchen#bjxmail.com（请将#改成@）

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