21世纪经济报道记者 林典驰 深圳报道
“至少在2021年之前液流电池都是坐冷板凳的，几乎来问的人都很少，这两年才明显感觉到进入这个行业的企业多了很多。”中南大学教授、北京星辰新能科技有限公司首席科学家刘素琴在接受21世纪经济报道记者在内的多家媒体采访时谈到。
事实亦是如此，液流电池最早起源于上世纪70年代，但碍于产业化困难，始终停留在实验室当中，鲜有人问津。
直到2022年，液流电池取得突破性进展，兆瓦级产品量产交付，首个吉瓦时级别项目集采开标，大连液流电池储能调峰电站一期成功并网等诸多事件，业界看到了发展的曙光。
液流电池拥有诸多优点，最为突出的是长寿命和高安全性，这是因为在充放电过程中，不涉及物相的变化，循环寿命可达上万次。另外，因其水系的特质，一般不燃烧、不起火，安全性能突出。
相比起锂电池，液流电池其活性物质是储存在外部储罐中的液体电解质，输出功率和储能容量相互独立，可拓展性能良好，解决锂电池储能两者不可兼得的问题。
攻坚钒电池关键材料
事实上，液流电池受到市场关注也就近两年时间，产业链生态还未完成建立，有液流电池资深人士向记者坦言，国内具备液流电池量产能力的企业大致为四家。
具体而言，液流电池厂家仍有诸多难点需要克服，包括产业链配套不够成熟，初装成本过高，电解液利用率不高，电堆效率需进一步提升，长时储能政策还未完善等。
“液流电池的进步有赖于关键材料的进步迭代，只有在电解液、双极板、交换膜等材料的提升，液流电池性能提升的才会更加明显。”刘素琴表示。
其中一个重要指标是电流密度，液流电池的电流密度是指单位电极面积上通过的电流，它影响着电池的效率和性能。一般来说，电流密度越大，电池的输出功率越高，但同时也会导致电池的极化和内阻增大，影响电池的能量效率和寿命。
业内人士透露，目前市面上能够实现商业化的液流电池电流密度大致为160mA/cm2，国内头部主流液流电池厂家提出预期目标，到2025年实现240 mA/cm2。
另外一方面，电解液利用率也是全钒液流电池的关键技术指标，“现在电解液利用率大约只有60%，相当于40%的钒没起到作用。” 中国科学院院士、南方科技大学碳中和能源研究院院长赵天寿表示。
刘素琴在接受记者采访时表示，提升电解液活性其实是一个系统工程，单纯电解液来看，采用添加剂或者辅助电解质是方法之一，提升电解液的导电性，除此之外，还要考虑电极和隔膜之间的协同作用。
综合来看，大连融科储能集团股份有限公司是国内液流电池起步最早的企业，项目落地经验丰富，电解液拥有自产能力；四川伟力得能源股份有限公司于2016年开始进军全钒液流电池，率先提出激光焊接工艺，解决了液流电池漏液和渗液的问题；苏州科润新材料股份有限公司实现液流电池的质子交换膜国产化。各家电池企业在各个领域进行技术突破，共同推动液流电池发展。
产业化提速，降本从何入手
2023年是全钒液流电池的关键一年，各地的大项目接连不断。7月西南地区容量最大的全钒液流储能电站示范应用项目落户攀枝花，总投资约16亿元，拟投资建设100MW/500MWh全钒液流储能示范电站。
液流电池也受到了投资人的青睐，9月12日，上海电气旗下子公司上海电气储能宣布完成4亿元A轮融资，投后估值超22亿元，融科储能、国润储能分别完成超10亿元B轮融资和近2亿元A轮融资。
一级市场融资火热的另一面，则是液流电池价格高居不下，若算上使用寿命和度电成本，全生命周期成本还相对可观，以1MW/4MWh为例，报价在2.5元/Wh到3元/Wh期间，远高于1元/Wh左右的磷酸铁锂电池储能。
在中国国际新型储能发展峰会上，刘素琴谈到，“要降低全钒液流电池储能系统的初装成本或者缩短回收周期，需要在材料、结构等方面进行创新，降低整个电堆成本，提升电解液的利用率。”
过去电解液制备链条过长，包括星辰新能在内的多家企业积极探索短流程的电解液技术路线，并与上游原材料企业开展战略合作，实现电解液制备工艺优化和升级，进一步降低电解液的成本。
由于电解液在使用过程中几乎没有损耗，可以循环利用，具备保值能力，企业可以通过租赁形式降低电解液成本，从而减少钒电池的投资门槛。
大连融科与海螺融华推出的钒电池电解液租赁模式已在枞阳海螺6MW/36MWh全钒液流电池储能项目中得以应用。
另外，钒对钒电池的成本的影响不可忽视，“钒在钒电池的价值要占到50%以上。”在接受媒体采访时，中科院钒电池专家严川伟坦言。
好在我国是世界最大的钒生产国，产量占全球50%以上，并不用担心矿产资源风险。诸如星辰新能等钒电池企业为保障上游供应稳定，降低中间成本。星辰新能有关人士表示，公司已布局石煤钒矿——湘西古丈县岩头寨钒矿，金属储量达30万吨，一期年产五氧化二钒5000吨，全部达产后可年产五氧化二钒3万吨。
在电极材料降本方面，刘素琴谈到，一是提升其电化学反应活性和稳定性，二是抑制其析氢等副反应。行业内当前主要着手于提高电堆的功率密度，针对商业化碳毡材料催化活性不够的问题开展高活性催化剂材料的研究和开发。
除此之外，也有投资人表示，“建议大型储能项目中一部分采用全钒液流体系，可以提升项目的整体安全性。另外，由于锂电的循环寿命比液流电池短，当部分锂电的循环寿命到期时，可以提到液流电池的比例，最大限度分摊风险，激活液流电池产业链。”
