中國儲能網(wǎng)訊：近日，第十三屆中國國際儲能大會在杭州召開。在開幕式上，中國科學院院士、浙江大學材料科學與工程學院教授葉志鎮(zhèn)發(fā)表主題演講。葉志鎮(zhèn)認為，在儲能產(chǎn)業(yè)化方面，鋰離子電池具有一定的局限性，而鋅溴液流電池則表現(xiàn)出較大潛力。
在“雙碳“目標的指引下，儲能技術(shù)成為新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要錨點。在能源的實際應(yīng)用中，儲能系統(tǒng)能夠起到平抑能量波動，實現(xiàn)能量平滑、穩(wěn)定輸出，提高實際能量利用率的作用，是彌補當下主流零碳新能源技術(shù)短板的重要手段。以此為基礎(chǔ)，加快新型儲能技術(shù)的規(guī)模化應(yīng)用也被列入“十四五”規(guī)劃，成為2035年的遠景目標。
葉志鎮(zhèn)指出，儲能產(chǎn)業(yè)對電池的性能具有較高要求，對電池在安全、成本、使用壽命和可持續(xù)性方面提出挑戰(zhàn)。在產(chǎn)業(yè)發(fā)展的嚴苛要求下，液流電池展現(xiàn)出較大潛力。《儲能產(chǎn)業(yè)研究白皮書》統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，到2026年，中國新型儲能累計裝機規(guī)模將達到48.5GW，其中，液流電池作為國家重點著力發(fā)展的一項技術(shù)，預計新增裝機量達5GW。
鋰離子電池具有能量密度高、響應(yīng)速度快的優(yōu)勢，在動力電池領(lǐng)域獨占鰲頭，占有巨大的市場份額。由賽迪顧問與四川射洪市政府發(fā)布的《2022年中國鋰電產(chǎn)業(yè)發(fā)展指數(shù)（遂寧指數(shù)）》顯示，2022年，全球鋰離子電池市場規(guī)模超過1100.0GWh，其中中國鋰離子電池市場規(guī)模750.0GWh，占全球比重近七成，鋰離子電池全球市場占有率進一步提高，已連續(xù)六年成為全球最大的鋰離子電池市場。但在儲能電池領(lǐng)域，鋰離子電池卻由于自身性質(zhì)限制面臨著競爭力下降的困境。葉志鎮(zhèn)表示，鋰離子電池在儲能領(lǐng)域的瓶頸主要有三點：一是作為其核心原料的金屬鋰可逆性較差，在電解液的持續(xù)消耗下，難以實現(xiàn)高比能鋰離子電池的長壽命；二是鋰金屬負極的庫倫效率較低，反應(yīng)生成的沉積鋰晶粒尺寸和微觀結(jié)構(gòu)會影響鋰的鍍/脫鋰效率；三是石墨負極鋰離子電池已接近理論極限，難以再開拓更高的發(fā)展空間。
因此，為達成“雙碳“目標，實現(xiàn)綠色能源的大規(guī)模普及，替代性的儲能電池技術(shù)研發(fā)刻不容緩。葉志鎮(zhèn)認為，鋅溴液流電池或可成為儲能電池產(chǎn)業(yè)化的解決方案。
鋅溴液流電池作為被普遍認為具有較高潛力的儲能電池，具有高安全、低成本、長壽命、易集成、易運維的特點。據(jù)介紹，鋅溴液流電池的材料成本僅是鋰離子電池的20%至30%，其運行方式也決定了液流電池在安全性方面具有獨特的優(yōu)勢。
然而，正如葉志鎮(zhèn)所言，目前，鋅溴液流電池在國際上還處于發(fā)展階段，其在技術(shù)應(yīng)用層面還遠達不到鋰離子電池的水平。要實現(xiàn)鋅溴液流電池的產(chǎn)業(yè)化，有許多技術(shù)難題待解決。一方面，鋅溴液流電池的電極與電解液需要發(fā)展新材料?，F(xiàn)有材料會在使用過程中產(chǎn)生化學反應(yīng)，生成鋅枝晶等反應(yīng)物，導致鋅負極低電鍍甚至電鍍剝離，庫倫效率降低，容量退化，并產(chǎn)生嚴重的自放電問題，導致資源的浪費。另一方面，在大尺寸電池場景下，電堆系統(tǒng)也面臨著壓降大、效率損失高、電極內(nèi)部傳質(zhì)較差的難題。要突破這個技術(shù)瓶頸，需要對電堆系統(tǒng)的流動和傳質(zhì)結(jié)構(gòu)作出協(xié)同優(yōu)化，令流道和電極結(jié)構(gòu)共同作用于離子傳遞和電解液壓降。
葉志鎮(zhèn)表示，我國已經(jīng)在突破上述技術(shù)瓶頸上取得了一定進展，朝鋅溴液流電池的產(chǎn)業(yè)化邁出了堅實的一步?！拔覀円嬲鲆粋€能夠大量應(yīng)用的產(chǎn)業(yè)，安全、成本、性能要協(xié)同發(fā)展?！比~志鎮(zhèn)強調(diào)。長時儲能正處在一個由移動電池走向百家爭鳴的時代，多樣化的儲能技術(shù)遍地開花，各有利弊。儲能產(chǎn)業(yè)要邁入大規(guī)模應(yīng)用的時代、儲能技術(shù)要實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，仍然需要行業(yè)先行者們不斷探索。
