网讯：8月24-26日，由深圳市发展和改革委员会指导，中国化学与物理电源行业协会与南方科技大学碳中和能源研究院联合主办，100余家机构共同支持的碳中和能源高峰论坛暨第三届中国国际新型储能技术及工程应用大会与新型储能技术青年科学家论坛在深圳召开。此次大会主题是“开拓新质生产力，推动储能产业高质量发展”。
大会主办方邀请6位院士及100位行业专家分别从新型储能系统集成解决方案、长时储能技术及应用、虚拟电厂、工商业储能专场、新型储能电池、新型储能与电力市场、智能微电网、储能标准宣贯、新型储能技术青年科学家论坛等12个专场进行充分讨论交流。
来自行业主管机构、国内外驻华机构、科研单位、电网企业、发电企业、系统集成商、金融机构等不同领域的500余家产业链企业，1012位嘉宾参加了本届大会，其中21家企业展示了储能产品解决方案，在线观众超过4万余人观看了开幕盛况。
本次大会由中国化学与物理电源行业协会储能应用分会和中国储能网、数字储能网联合承办，中国化学与物理电源行业协会储能应用分会专家委员会提供学术支持！
8月25日上午，大连海事大学交通运输工程学院马相坤教授受邀在“新型储能电池专场”分享主题报告，报告题目《高功率密度液流电池电堆结构和材料研究进展》。
马相坤：我是来自大连海事大学的马相坤，我跟大家分享的是液流电池相关的研究进展和工作。
储能电池是太阳能和风能不可或缺的联用设备，如果没有可再生能源的局限性，就不需要储能电池了。之前大家一直在说储能的必要性在哪里？储能的必要性就在这儿，如果我们把太阳能、风能的比例提高到20%以上，就必然会需要储能电池。而从今年开始，我们的比例逐渐达到了20%，后期储能的作用会越来越大。
目前整个储能市场还是锂电池为主，90%以上，有人说是96%。现在存在的问题是锂电池的安全性有待进一步提高。2021年北京储能电站爆炸事故，今年5月15日美国加利福尼亚州的曾经号称世界最大的250兆瓦锂电储能电站起火，一周的时间都没有扑灭。所以如果锂电池没有安全问题，又占有市场90%以上，又便宜，就不会有我们在这儿讨论新型储能电池了。所以目前储能电池存在的安全问题，给新型储能电池一个发展机会。
今年中央政治局会议也提出一个很重要的词—“短板”，长时储能技术现在已经成为限制我们国家太阳能、风能发展的短板了。所以新型储能发展也列入了总理今年的政府工作报告当中，也说明了对新型储能的重视。
长时储能，最初的是抽水蓄能，现在包括压缩空气和液流电池，液流电池也受到了越来越多的关注，最近一两年有数百家企业了，其中批量化生产的也有十几家了，现在发展比较迅速，从融资和宣布的产能来看，都有大幅度提高。这里面跑出两家全球独角兽，一个是融科，2008年成立，主营全钒液流电池，估值92亿元，一个是纬景，2018年成立，主营锌铁液流电池，估值85亿元，这是两家比较有代表性的企业。
从液流电池的发展来看，2021年之前液流电池企业行业处于倒闭状态，基本没有几家在做，做的没有几个人了，都倒闭了。锂电池安全性的问题给新型储能带来了发展机会，所以有更多的人和资本来关注液流电池这个行业，大量的人力物力都投入这里面了。但目前还是以磷酸铁锂为主，液流电池的盈利空间较小。什么时候能够实现产量盈利，需要等到产能爆发的阶段。什么时间到来，能不能到来，取决于两个方面。一是如果锂电池的安全问题能解决到什么程度，如果能解决就不需要其他的新型液流电池了。二是要看液流电池能提高到什么程度，比如安全可靠性问题。这是两者相互博弈的过程，未来的液流电池能否爆发，能否产量为王，完全取决于这两个方面。
现在液流电池产业化进入高速发展期，出现了很多新的企业，但是企业运营与发展面临严峻的挑战，之前行业不被关注的时候，企业试错犯错没有人盯着，而现在大家都在关注，一旦犯了错误，后期的融资运营都会出现很大的问题，所以现在企业的试错成本和犯错成本比较高。这个行业始终没有进入一个很好的商业化销售阶段，所以行业没有足够的技术积累和人员积累，导致新企业研发成本和时间成本较高，影响企业发展机会。
现在大家都在谈，企业很多，什么样的企业能脱颖而出，或者什么样的企业能值得投资，需要从技术先进性和可靠性、批量化成熟性、产品耐久性去考虑。这里我就不把这几个方面扩展，大家如果有感兴趣的，可以搜一下我在这方面写的文章，大家可以参考。在这种情况下，如何快速获得成熟的技术，可靠的产品，稳定的批量化工艺，丰富的工程经验，就变得尤为重要。这是我对液流电池行业做的简单介绍。
下面我对我自己进行一个介绍，我2008年至2012年在大连化学物理研究所工作，是国内最好的科研单位之一。后期进行科技成果转化成立了大连融科储能技术发展有限公司，也是国内最好的液流电池企业。2012年至2020年我在融科储能担任技术总监，主要负责从关键材料到电堆到电池系统到批量生产工艺、储能示范项目等方面的工作，实现了液流电池的批量化转化，也做了能够想到的30多项电网侧、用户侧、发电侧的储能示范项目。
目前我在大连海事大学继续从事液流电池的研究工作，主要包括两个方面：一个是基础研究方面，一个是产业化方面。基础研究方面，包括关键材料、新型液流电池、电堆的开发等。产业化方面，我们在积极推进液流电池的科技成果转化，实现液流电池的批量化及其应用。
下面我介绍一下液流电池材料和技术的研究进展情况，同时介绍一下我们的研究情况。
第一是钒电解液，包括硫酸钒溶液和混酸钒溶液两种。现在大家关注的是电解液的生产工艺，如何从生产工艺的角度去降低生产成本，比如短流程，但是在电解液配方上已经有十多年没有进行创新和变化了。电解液的主要问题是什么呢？一是能量密度比较低，二是温度适应性，三是电解液的活性。针对这几个问题，我们提出了第三代的电解液，它的主要特点是什么呢？采用电解液添加剂的方式，把温度提高到40到50度，钒浓度提升到现在的1.8-2.0mol每升，同时性能提高，容量衰减速度降低。这是电解液方面所做的工作。
第二是离子传导膜，主要分成全氟磺酸膜、非氟多孔膜、复合全氟磺酸膜。全氟磺酸膜国产化解决了进口Nafion膜价格高的问题，非氟多孔膜进一步降低了成本，以大连化物所为代表。复合全氟磺酸膜主要是解决全氟磺酸膜的强度问题，在保证强度的条件下能够进一步降低膜厚度。
现在膜遇到的问题是什么呢？膜需要配合电堆优化，未来高功率密度电堆是一个发展趋势，高功率密度需要较高的电极压缩率，较高的电极压缩率要保证它有很好的库伦效率，就必须保证膜不能被刺透。目前当电极压缩率达到一定程度的时候，库仑效率会大幅降低。我们认为是多孔膜和全氟磺酸膜结合做复合膜，是未来潜在的一个较优的解决方案，我们在这方面有了一些积累，下一步进行中试放大。
第三个关键材料是双极板，大家现在用得比较多的是挤出双极板和热压双极板，热压双极板存在的问题是成本比较高、难以采用焊接工艺。另一类是浸渍双极板，存在问题是浸渍剂的可靠性、浸渍剂的浸渍程度、使用寿命有待验证等。针对挤出双极板存在的接触电阻较大的问题，我们开发了低接触电阻挤出双极板。针对热压双极板存在的成本较高、难以焊接的问题，我们开发了低成本可焊接的热压双极板，经过了小试和中试，下一步进行批量化生产。
第四个关键材料是聚炳烯腈基电极，我们主要把它分成两种，一种是进口碳毡电极，原丝是日本的，针刺织毡是进口企业，我们称为进口电极；还有国产碳毡电极，原丝采用中石化、吉化的，采用国产化设备针刺织毡，目前国产碳毡电极存在精度、活性、稳定性的问题，有的是原丝决定的，有的是针刺设备决定的。这里我想强调一点，电极是配合电堆的，精度等要求是根据电堆需要提出的。而下一代电堆，对电极的精度要求降低，所以未来的国产化电极，在下一代电极上的应用是非常可能的。所以结合下一代电堆对电极的需要，我们在开发适用于下一代电堆的国产化碳毡电极，目前进入中试阶段。
上面介绍了液流电池的四个关键材料，结合关键材料进行电堆集成。电堆也是液流电池的核心，目前中国的液流电池已经跨过了电堆规模放大的阶段，进入了高功率密度电堆开发的阶段。规模放大在中国已经不是问题了，未来高功率密度的开发，主要是提高电流密度，现在实验室有做到400、500面密，产业化应用上，一般在160到200电密之间。
我们在液流电池电堆和电池系统开发方面，包括全钒、铁基液流电池等，结合前面的关键材料技术做电堆，我们形成了成熟的电堆结构设计方法，包括从32、42、63、125KW等规模电堆。在电堆基础上集成液流电池系统产品，从500kW到1MW都可以做，这方面也可以跟企业进行合作，开展科技成果转化和批量化转化。
液流电池样机完成后，下面一个就是批量化生产生产。刚才也说了，整个行业处于初期阶段，做过批量化生产的企业很少，很多新的企业直接从样机到批量化生产，存在的风险是比较大的，因为整个行业处于初期发展阶段，没有足够的技术和人员积累，没有比较成熟和配套的生产设备和生产厂家，一些新的企业提不出明确的工艺要求，生产设备厂家也不知道企业的具体工艺要求，所以双方没有形成有效的对接，新企业需要成套的生产线及其生产培训服务。
我们现在跟大连奥托股份有限公司合作，大连奥托是汽车智能制造产线，去年销售额30亿，现在做液流电池批量产线业务，业绩包括融科储能的第一条GW级液流电池生产线，以及中国电气装备集团、沈阳恒久安泰等企业，累计销售额6000多万元。企业能够提供成套服务，包括电池原材料批量化检测，还有电堆的生产制造，还有电池系统的生产制造，以及相关的生产管理软件。可以说从材料出库到产品入库的液流电池生产线服务，现在没有任何一家可以做到这种程度。同时也可以提供电堆和电池系统的工艺改进服务，提高产品性能和可靠性。
液流电池产品完成后，就是液流电池生产储能示范应用。现在储能示范应用很多，最大的就是大连融科储能做的大连热电200兆瓦、800兆瓦时的储能项目，这个项目2018年就设计完成了，2023年并网成功，这是目前世界上最大的液流电池储能示范项目。
我们在液流电池储能示范应用上具有丰富的工程实践经验，可以提供百兆瓦级液流电池向设计方案、施工方案到后期的运维方案的技术服务。这里要提出一个东西，就是后期的项目运维方案，刚才也讲了锂电池的运维防护，这里我也想说，要想把设备用好，运维很重要，尤其电池容量衰减等问题，液流电池最大的优势就是容量不衰减，不是真不衰减，只是它可以恢复，所以在线恢复很重要。说一个很简单的问题，1兆瓦的容量恢复人工可以做，100兆瓦，这里面有800个储罐人工恢复时间很长，所以运维很重要。另外还有预维护也很重要，能够降低故障率，但是前提是你要知道预维护要做什么？这里需要多个项目的积累，不断地完善，才能建立起很好的运营维护方案。运维的好坏影响未来产品的故障率和耐久性。
上面是我跟大家分享了液流电池的相关进展以及我们的研究工作情况。目前大家熟悉的液流电池关键材料和设备厂家，都是10多年前跟我们一起研发走过来的，新的企业如果想快速进入这个行业，我们可以帮助企业进行样品开发、样品检测、样品试用等工作，满足合格材料和设备的要求。如果有问题大家可以随时联系，谢谢！
