①高安全:具有本质性安全。铁基液流电池采用水系碱性体系,正负极电解液遇火不燃,使用过程析氢少,更安全。
②大规模:储能规模布局灵活,电池容量单元随电解液储罐体积和电池功率单元电堆数量增加而增加,可扩充性强。
③低成本:正负极电解液均采用铁基高活性材料,廉价易获,且自分层技术降低对液流电池隔膜的要求,材料、生产制造、运维综合成本优。
④高能效:利用正负极电解液互不相溶的原理,避免了正负极活性物质串液自放电效应;充满电状态下可长期保存,单堆充放电能量转换效率可达到85%以上;系统转换效率可达到80%以上。
⑤长寿命:电解质物质性能稳定,充放电过程不存在复杂的固相反映,电池热力学结构稳定,循环3000次容量不衰减,可充放电15000次以上,电池使用寿命可达20-25年。
⑥可回收:电解液材料为环保型材料,电解液可升级更换、可回收再利用,残值高,且生产回收过程不会对环境造成污染。
铁基液流储能系统,是巨安储能武汉科技有限责任公司依托其国际首创自分层液流电池技术,以铁离子为电解液活性材料,开发的具有本征性安全、高能效(能量密度>30Wh/L、系统转换效率>80%),低成本(初始投资1.7元/Wh,大规模生产后目标成本1.2元/Wh)、长寿命(稳定运行达20000圈,长达20-25年)、大规模长时储能系统,可广泛用于发电侧、电网侧、用户侧储能,为推进风光等新能源又快又好发展、新型电化学储能大规模商业化应用奠定了坚实的技术与经济基础。该系统从电解液原材料配方技术到系统装备(包括高能效电解液、大功率电堆、电池舱集成系统、BMS系统),具有高度自主可控性,资源来源广泛廉价、全国产(离子膜材料完全不依赖进口),产业链安全可控,制造使用过程环境友好。
电池种类 | 液流类 | 锂电类 | 铅酸类 | |||||
铁基液流电池 | 全钒液流电池 | 铁铬液流电池 | 磷酸铁锂 | 三元 | 巨电聚合物100Ah(LEP) | 铅酸电池 | 铅炭电池 | |
功率密度 | 25-35Wh/L | 15-30Wh/L | 10-15Wh/L | 120-200Wh/kg | ≥230Wh/kg | ≥168Wh/kg | 35-50Wh/kg | 50Wh/kg |
放电深度 | 100% | 100% | 100% | 90% | 90% | 90% | 60% | 65% |
效率 | ≥80% | 70-75% | 60-65% | 90% | 90% | ≥93%(直流侧) | 50% | 75% |
循环次数 | ≥20000 | ≥20000 | ≥20000 | 4000-5000 | 4000-5000 | ≥6000 | 500-1000 | 3000-4200 |
衰减 | 不衰减 | 不衰减 | 不衰减 | 随时间衰减 | 随时间衰减 | 随时间衰减 | 随时间衰减 | 随时间衰减 |
寿命 | 20-25年 | 15-20年 | 15-20年 | 8-10年 | 8-10年 | ≥10年 | 3-5年 | 5-8年 |
运行环境温度 | -10℃~50℃ | 5℃~50℃ | -20℃~70℃ | -20℃~60℃ | -20℃~50℃ | -40℃~60℃ | ||
安全性 | 高 | 高 | 高 | 中(过热、着火爆炸) | 不好(过热、着火爆炸) | 良好(热失控不起火不爆炸) | 中(析氢) | 高 |
环保类型 | 好 | 中(V2O5、硫酸) | 好 | 中(油性电解质) | 中 | 中(聚合物半固态) | 不好(铅、浓硫酸) | 不好(铅、浓硫酸) |
残值回收 | 电解质溶液可再生 | 电解质溶液可再生 | 电解质溶液可再生 | 难 | 难 | 中 | 0.3 | 0.3 |
材料来源 | 容易 | 困难 | 容易 | 中等 | 困难 | 中等 | 容易 | 容易 |
占地面积 | 大 | 大 | 大 | 中 | 中 | 中 | 约为锂电4倍 | 约为锂电4倍 |
市场价格 | 1200-1700元/kWh | 2800-3500元/kWh | >2500元/kWh | >1000元/kWh | >1000元/kWh | >1000元/kWh | 300~500元/kWh | 500~900元/kWh |
经济性 | 适合大规模 | 成本是缺陷、适合大规模 | 成本是缺陷、正负极交叉污染、适合大规模 | 安全性是缺陷 | 安全性是缺陷 | 适中 | 环保型、寿命是缺陷 | 环保型、寿命是缺陷 |
在当前全球各国均大力发展绿色低碳能源的背景下,大容量、高寿命、可回收性强的液流电池储能系统可以在可再生能源的应用中发挥重要作用,同时其在未来多种储能应用场景中均可占据较大市场空间,具有极佳的市场发展价值。
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