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全钒液流电池储能专题研究：海阔天空，不同“钒”响
液流电池是一种具备较大潜力的电化学储能技术。液流电池概念最早由日本科学家 Ashimura 和 Miyake 于 1971 年提出，1974 年 NASA 科学家 L. H. Thaller 以 FeCl2 和 CrCl3 作为正 负极活性物质构建了全球第一款具有实际意义的液流电池模型
1.全钒液流电池：潜力巨大的长时储能形式
1.1.全钒液流电池是目前技术成熟度最高的液流电池技术
液流电池是一种具备较大潜力的电化学储能技术。液流电池概念最早由日本科学家 Ashimura 和 Miyake 于 1971 年提出，1974 年 NASA 科学家 L. H. Thaller 以 FeCl2 和 CrCl3 作为正 负极活性物质构建了全球第一款具有实际意义的液流电池模型。与一般的固态电池不同，液 流电池的正极和负极以电解质溶液的形式储存于电池外部的储罐中，通过正、负极电解质溶 液活性物质发生可逆的氧化还原反应来实现电能和化学能的相互转化。液流电池能量密度相 对较低，但在使用寿命、充放电深度、系统容量等方面具有较大优势，因此在大规模储能领 域正得到越来越多的关注。
全钒液流电池是目前技术最为成熟、产业化程度最高的液流电池技术。根据电极活性物质的 不同，液流电池可分为多种技术路线，其中已有商业化应用的代表体系包括全钒、铁铬、锌 溴等。从技术成熟度的角度出发，目前全钒液流电池处于领先位臵，其最早由澳大利亚新南 威尔士大学的Skyllas-Kazacos教授及其团队于1985年开创，日本住友电工、加拿大VRB、 国内大连化物所等机构从20世纪90年代起相继开始进行产业化的研究，目前国内外均有几 十至百MWh级别商业化项目投运。相较而言，铁铬液流电池存在析氢反应和铬离子电化学 反应活性不足等问题，锌溴电池的单体容量则相对有限，目前基本处于工程化示范阶段。
1.2.全钒液流电池具备安全、长寿、灵活等多方面优势
1.2.1.安全性
相较于锂离子电池，全钒液流电池具有更好的安全性。对于锂离子电池而言，一旦电池内部 出现短路或工作温度过高，电解液就极易发生分解、气化，进而引发电池燃烧或爆炸，造成 极大的安全隐患。而全钒液流电池的电解液为钒离子的酸性水溶液，在常温常压下运行，不 存在热失控风险，具有本征安全性。根据实证结果，在理论 100% SOC 下，即便将正负极 电解液直接互混，温度由 32℃升至 70℃，全钒液流电池系统不会产生燃烧、起火等风险。 因此，对于人员密集、规模比较大、安全性要求较高的储能场景，全钒液流电池是一种更为 安全可靠的技术。
全钒液流电池更高的安全性使其可以采取更为紧密的排布方式，从而在项目层面减少土地的 占用。相较于锂离子电池，全钒液流电池在单体能量密度上存在较大差距，例如大连融科 20 尺储能集装箱产品 TPower 的储能容量为 0.5MWh，而当前主流锂电池储能集成商的 20 尺 集装箱系统储存容量一般超过 3MWh。但是对于大型储能项目，锂离子电池储能系统需要满 足更为严格的消防及安全标准，因此在集装箱的排布上必须留出更大的安全距离。