近日，第十三屆中國(guó)國(guó)際儲(chǔ)能大會(huì)在杭州召開(kāi)。在開(kāi)幕式上，中國(guó)科學(xué)院院士、浙江大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院教授葉志鎮(zhèn)發(fā)表主題演講。葉志鎮(zhèn)認(rèn)為，在儲(chǔ)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(biāo)的指引下，儲(chǔ)能技術(shù)成為新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要錨點(diǎn)。在能源的實(shí)際應(yīng)用中，儲(chǔ)能系統(tǒng)能夠起到平抑能量波動(dòng)，實(shí)現(xiàn)能量平滑、穩(wěn)定輸出，提高實(shí)際能量利用率的作用，是彌補(bǔ)當(dāng)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(chǔ)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(yuǎn)景目標(biāo)。

葉志鎮(zhèn)指出，儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)對(duì)電池的性能具有較高要求，對(duì)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(yán)苛要求下，液流電池展現(xiàn)出較大潛力。《儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)研究白皮書(shū)》統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，到2026年，中國(guó)新型儲(chǔ)能累計(jì)裝機(jī)規(guī)模將達(dá)到48.5GW，其中，液流電池作為國(guó)家重點(diǎn)著力發(fā)展的一項(xiàng)技術(shù)，預(yù)計(jì)新增裝機(jī)量達(dá)5GW。

鋰離子電池具有能量密度高、響應(yīng)速度快的優(yōu)勢(shì)，在動(dòng)力電池領(lǐng)域獨(dú)占鰲頭，占有巨大的市場(chǎng)份額。由賽迪顧問(wèn)與四川射洪市政府發(fā)布的《2022年中國(guó)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(chǎng)規(guī)模超過(guò)1100.0GWh，其中中國(guó)鋰離子電池市場(chǎng)規(guī)模750.0GWh，占全球比重近七成，鋰離子電池全球市場(chǎng)占有率進(jìn)一步提高，已連續(xù)六年成為全球最大的鋰離子電池市場(chǎng)。但在儲(chǔ)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(jìng)爭(zhēng)力下降的困境。葉志鎮(zhèn)表示，鋰離子電池在儲(chǔ)能領(lǐng)域的瓶頸主要有三點(diǎn)：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(shí)現(xiàn)高比能鋰離子電池的長(zhǎng)壽命;二是鋰金屬負(fù)極的庫(kù)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(huì)影響鋰的鍍/脫鋰效率;三是石墨負(fù)極鋰離子電池已接近理論極限，難以再開(kāi)拓更高的發(fā)展空間。

因此，為達(dá)成“雙碳“目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)綠色能源的大規(guī)模普及，替代性的儲(chǔ)能電池技術(shù)研發(fā)刻不容緩。葉志鎮(zhèn)認(rèn)為，鋅溴液流電池或可成為儲(chǔ)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(rèn)為具有較高潛力的儲(chǔ)能電池，具有高安全、低成本、長(zhǎng)壽命、易集成、易運(yùn)維的特點(diǎn)。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(yùn)行方式也決定了液流電池在安全性方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。

然而，正如葉志鎮(zhèn)所言，目前，鋅溴液流電池在國(guó)際上還處于發(fā)展階段，其在技術(shù)應(yīng)用層面還遠(yuǎn)達(dá)不到鋰離子電池的水平。要實(shí)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(huì)在使用過(guò)程中產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，生成鋅枝晶等反應(yīng)物，導(dǎo)致鋅負(fù)極低電鍍甚至電鍍剝離，庫(kù)倫效率降低，容量退化，并產(chǎn)生嚴(yán)重的自放電問(wèn)題，導(dǎo)致資源的浪費(fèi)。另一方面，在大尺寸電池場(chǎng)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(gè)技術(shù)瓶頸，需要對(duì)電堆系統(tǒng)的流動(dòng)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(guó)已經(jīng)在突破上述技術(shù)瓶頸上取得了一定進(jìn)展，朝鋅溴液流電池的產(chǎn)業(yè)化邁出了堅(jiān)實(shí)的一步。“我們要真正做一個(gè)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。”葉志鎮(zhèn)強(qiáng)調(diào)。長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能正處在一個(gè)由移動(dòng)電池走向百家爭(zhēng)鳴的時(shí)代，多樣化的儲(chǔ)能技術(shù)遍地開(kāi)花，各有利弊。儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)要邁入大規(guī)模應(yīng)用的時(shí)代、儲(chǔ)能技術(shù)要實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，仍然需要行業(yè)先行者們不斷探索。

免責(zé)聲明：本網(wǎng)轉(zhuǎn)載自其它媒體的文章，目的在于弘揚(yáng)科技創(chuàng)新精神，傳遞更多科技創(chuàng)新信息，宣傳國(guó)家科技政策，展示國(guó)家科技形象，參與國(guó)際科技輿論競(jìng)爭(zhēng)，并不代表本網(wǎng)贊同其觀點(diǎn)和對(duì)其真實(shí)性負(fù)責(zé)，在此我們謹(jǐn)向原作者和原媒體致以崇高敬意。如果您認(rèn)為本網(wǎng)文章及圖片侵犯了您的版權(quán)，請(qǐng)與我們聯(lián)系，我們將第一時(shí)間刪除。