网讯:通俗意义上,新型储能是指除抽水蓄能以外的新型储能技术,包括新型锂离子电池、液流电池、飞轮、压缩空气、氢(氨)储能、热(冷)储能等,作用类似“充电宝”,是把富余的电能储存起来,在用电低谷时“充电”,在用电高峰时“放电”。而液流电池作为一种将化学能转化为电能的储能技术,凭借着长寿命、大容量、高安全等优点得到了储能领域的广泛关注。
位于秦创原立体联动孵化器总基地的西安秦源智科储能科技有限公司(以下称为“秦源储能”)正是众多研发液流电池储能技术中的一员。与他人不同的是,在全钒液流电池为主流的液流电池领域中,秦源储能却另辟蹊径。
行业黑马
绿色铅盐单液流电池
秦源储能是依托西安理工大学科研成果转化成立的一家国家级高新技术企业。2011年,西安理工大学刘政博士成立了液流储能电池研发团队。2017年,团队研制出“10kW/600Ah光伏/单液流电池储能离网运行系统”并通过验收,这一研究成果首次攻克单一电解液双极性结构设计世界级难题。与此同时,该项成果在惠州大亚湾进行6KW试点风光互补储能系统应用示范。2012年,团队建立了500Wh液流电池验证系统,研发了绿色铅盐液流储能电池电堆。2022年初得到秦创原春种基金的支持,并于2022年9月入驻秦创原立体联动孵化器总基地西安理工大科转平台进行孵化。
目前,该公司拥有九项授权发明专利,并形成了铅盐单液流电池完整的专利池。为用户提供完整的储能系统集成解决方案,包括双极板、电解液、电堆、BMS、PCS、EMS、储能系统设计、安装、运维等相关产品和服务,主要产品是“无膜绿色铅盐单液流电池储能系统”。
三大创新特性
更高安全性、更长寿命、更宽温域
绿色铅盐单液流电池作为化学储能,由储液罐、泵和电堆组成,在全球首次实现了单一电解液双极性结构设计,电堆取掉了卡脖子的质子交换膜(科技部发布的22项卡脖子技术),解决了全钒等双液流电池因需要质子交换膜隔离不同电价离子而导致维护周期短和多种离子活性共存导致温度范围窄等野外环境适应性难点,又具有数倍于锂离子电池、铅酸蓄电池的充放电循环寿命。
2004年,英国Pletcher教授及其研究课题小组为了更好的发挥液流电池优良属性摒弃弊端问题,对传统形式的铅酸电池进行了深入研究并提出了一种全沉积型的单液流电池体系。刘政团队研制的绿色铅盐单液流电池正是建立在这项研究基础之上。
起初,刘政团队为了提高液流电池的循环次数,一直致力于攻克电化学条件下金属共沉积原理,以达到抑制负极铅枝晶的生成及防止电池短路失效的问题。在经过千百次走访调查、实验改良中,刘政团队终于合成出一种无机非金属添加剂,它能驱使电池的单次循环寿命从低于百次提高到千次。另外,该电池具备可再生特性,因此其总循环寿命可达万次以上。
随后,团队又一次攻破了电池的耐温性问题,并调制出了可在极寒、极热条件下仍能保持稳定的液流电池“独特配方”。据了解,该电解液冰点低至-65℃,沸点高达130℃,库伦效率在22℃时高达99%,在50℃和-40℃时均高于95%,正是这些特性,使得电池在极端温度下仍能保持高效稳定的性能。
至此,历时团队十年研发的一体化绿色铅盐单液流储能电池电堆,解决了以往电池无法耐极寒及高温、结构不稳定等国际关键技术问题。
成本低廉
低成本,应用范围广阔
较传统双液液流电池而言,绿色铅盐单液流电池的单一电解液双极性结构具备更高的能量密度和功率密度,不使用昂贵的质子交换膜,故电池内部设计更简单,再搭配上耐两极温度强(-40℃至50℃)的稳定性,大大降低了液流电池系统的复杂性,也降低了电池成本,成本基本与锂电池价格持平。目前,该技术可广泛的用于发电测新能源配储、电网侧调峰调谷,工商业用户峰谷套利及稳定应急电源,也可用边防军工、通讯机站等。