2024年8月9日,由艾邦液流电池网主办的“全国液流电池大会”在苏州日航酒店成功举办。

液流电池是一种正极和负极以电解质溶液的形式储存于电池外部储罐中的二次电池,通过正、负极电解质溶液中的活性物质发生可逆的氧化还原反应来实现电能和化学能的相互转化,具有高安全性、灵活扩容、全寿命周期长、电解液可回收等优势,因此液流电池在长时储能领域也占据着一席之地。

本次大会包含13个主题报告和1个圆桌论坛。液流电池产业链上下游企业代表、行业精英、专家、学者齐聚一堂,共同探讨液流电池行业的技术发展背景、原理、技术现状,最新成果与应用前景。

下面,我们将从嘉宾主题演讲、展台风采、现场互动及特写三个方面来回顾本次会议的精彩时刻。
一、嘉宾主题演讲

1.《全钒液流电池产业分析》——承德新新钒钛 刘胜男 CEO

会议伊始,新新钒钛CEO刘胜男从商业化角度就全钒液流电池产业做了系统概述,包括钒电池的技术路线、技术优势、钒矿产资源分布、上下游产业以及全球钒电池企业分布等。重点阐述了液流电池关键材料、核心部件、电化学基础、电池系统管理与控制、电池应用及前景与挑战。
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刘女士指出,钒液流电池技术相较于其他储能技术有特别的竞争优势,比如储电规模大,生命周期长,安全性高;全寿命周期度电成本低;并且非常适合长时储能,契合国家长时储能的战略需求。

此外,新新钒钛CEO刘总强调,钒电池储能的经济性需要考虑发电情况,弃风光率、电网调度计划、补贴、现货价格、用电峰谷、生产计划,从而实现运营收益。刘女士预测,随着技术发展钒电池LCOS将降至0.03元/度电,钒电池将会随商业化普及成本降至1800元/KWh。
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承德新新钒钛储能科技有限公司坐落在钒资源丰富的承德,坐拥全国40%的钒钛资源储量,同时,公司的大型央企资源推动省内外快速布局,背靠新南威尔士大学与清华大学,坚持技术研发和产品生产销售并重,新新钒钛逐渐成为行业隐形龙头企业。

2.《钒电池储能技术在新型电力系统建设中的支撑作用》——大力储能 余龙海 总工程师

现今国内新能源发生大规模迭代,传统电力系统向新型电力系统转变,具体表现为特高压直流输电崛起,特高压交流输电可能退出历史舞台。大力储能总工程师余龙海提出,电力储能技术作为新型电力系统的一级,具有独立的系统功能,不再是风光发电的附属设施。
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随后,余工程师从电力系统发展的角度,结合钒液流电池的独特优势,论证了钒液流电池是长效储能的最佳选择,在电网调峰调频、平抑新能源波动性、增强系统灵活性、提升供电可靠性方面具有重要作用,全钒液流电池储能具有广阔的发展前景。
大力储能技术湖北有限责任公司是一家集全钒液流储能系统及关键材料的研发、生产、销售及相关技术服务的高技术企业,已于2023年完成五大基地布局,总产能已实现电堆200MW/年,电解液1GWh/年,已完成超过3亿元A轮融资。

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3.《全钒液流电池系统及关键材料研究进展与产业化》——山西国润储能 刘科英 分公司总经理

会上,山西国润储能科技有限公司分公司总经理刘科英具体介绍了全钒液流发展背景、行业趋势、研究进展、产线开发、产品优势以及公司的多场景示范案例。针对全钒液流电池储能市场,刘总经理并做出预测——随着风能和太阳能发电量的不断提升,保守估计2025年我国新型储能新增规模将超过30GW,CAGR超过50%,钒液流电池渗透率将接近10-15%,钒液流电池市场规模将达到300-450亿元人民币。
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刘科英女士还分享了国润储能在离子交换膜方面的研究进展,可实现钒液流电池循环500次,各效率衰减<0.5%;在电堆方面的研究实现1000个循环后,能量效率衰减小于0.8%。

最后,刘总经理介绍到,山西国润储能科技有限公司是综合布局全钒液流电池装备制造与液流电池核心隔膜材料生产的专精特新和高新技术企业,其自主研发生产的低成本、高性能全氟离子交换膜,实现了国产替代,打破了国外垄断。截止2023年底,国内及海外离子膜客户累计70余家,已向20余家客户批量供货。

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4.《液流电池极板扩散电极交换膜电解质电子与离子阻抗测试关键技术》——嘉兴大学G60产业创新研究院 唐普洪博士

液流电池的内阻是行业普遍关心的重要问题,降低欧姆内阻对液流电池的寿命、安全性等有重要意义。唐普洪博士从液流电池极化原理的角度出发,结合液流电池的结构特点介绍了四种相关测试仪器,分别是接触电阻与压缩率测量仪、隔膜离子电导率测量仪、扩散电极渗透率与死区测量仪以及矾电解质氧化还原反应测量仪。
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唐普洪博士指出,欧姆极化由双极板本阻(垂直电阻+表层膜电阻),界面电阻(双极板/碳毡;碳毡与交换膜),隔膜离子电阻(H+离子阴阳极穿梭的通道阻抗)以及电解质离子在电场作用下由碳毡/膜形成的电阻共4个方面组成。浓差与反应极化内阻则包括大电密下高浓度向低浓度扩散形成的内阻、不同价态(V2+,3+,4+,5+)不同价态水和后的反应速度差引起的内阻以及电解质与碳毡形成活性位点后内阻3个方面组成。

 

唐普洪博士指出,随着电池内阻增大会对电池产生一系列不良影响:电压效率降低、电解液利用率降低、增加辅助损耗以及循环寿命降低等。

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5.《塑料激光焊接在液流电池电堆及电极板的焊接应用》——华焯激光 丁浩 副总经理

激光焊接技术是指:将两种不同的塑料制品施压夹紧后,通过反射镜、透镜或光纤组成的光路系统,将激光器产生的光束聚焦在待焊接区域后被下方的吸收材料吸收,并将光能转化为热能,从而使在两种材料的接触面形成一个熔融焊接区,待冷凝后即完成焊接。
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来自华焯科技的副总经理丁浩表示:在液流电池领域,几乎任意一款产品都可以找到对应合适的激光焊接工艺,与其他焊接工艺技术相比,塑料激光焊接有着焊接密封性好、焊接灵活、强度高、抗老化性好等特点。
“相比于轨迹式激光焊和准同步激光焊,无论是效率、强度,还是焊线的美观度,滚珠激光焊都是最好的,”丁浩总结道。近年来,华焯科技打破国外技术封锁,自研全套滚珠激光塑料焊接工艺,助力液流电池获得更好发展。

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圆桌论坛

在圆桌论坛上,参与讨论的嘉宾有承德新新钒钛CEO刘胜男、大连海事大学教授马相坤、艾博特瑞和伙人&首席营销官吕汇锌、东福来总经理李东阳,4位嘉宾针对“未来能源系统中液流电池的角色与挑战”和“液流电池的商业化障碍与市场机会”两个问题展开讨论,分享了各自的见解和经验。
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6.《全钒液流电池本体及储能系统关键技术》——合肥工业大学 李鑫 所长/副教授

在多种储能技术混合应用下、储能场景的多样化这一情况下,全钒液流电池相较于其他储能方式,具有独特的优势。随着技术的进步和产业的发展,钒电池的全寿命周期成本组逐渐降低,目前已经降到1500KWh/元。
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会上,李副教授重点介绍了钒电池本身与储能系统的设计。钒电池储能系统主要包括电堆、电解液系统、电气系统和集装箱设计四大方面,从泵、管路、电堆外液态循环、换热、流场的设计,到电堆的制造,再到BMS、BSU、EMS、传感器,以及能源协调管控,pcs集群控制等多个方面详细介绍了液流电池不同部分的关键技术。

最后,李副教授总结,全钒液流电池系统的的关键技术包括高效集成技术、灵活控制技术(多闭环控制)、SOC计算、光纤测温及流道优化和全生命周期管理算法。
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7.《液流行业的出海之旅,能从光伏借鉴哪些经验?》——艾博特瑞 吕汇锌 合伙人&首席营销官

会上,艾博特瑞首席营销官吕汇锌从如何判断一家企业是适合内贸还是出海引入全钒液流的出海话题。对此,吕女士从生产力和生产关系上给出了答案——掌握了生产力适合出海,拥有生产关系则适合内贸。
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随后,吕女士分享了从光伏全球化路线中遇到的困难,针对液流电池的出海之路,吕女士从全球化思考、市场组合理念、本地化布局、货币组合概念、整合营销思维、合作与共赢等6个方面详细分析全钒液流电池的全球化市场以及行业合作共赢模式。在本地化布局上,重点分析了欧美日、印度、东南亚、拉美等四大海外市场,并提出了自身的看法和经验。

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8.《铁基液流储能解决方案——让储能电站更安全、更经济》——巨安储能 万田 运营总监

未来,光伏、风电为代表的新型绿色能源将会是我国的主要能源,而当前储能市场主要依靠锂电池实现短时储能,但这种技术的储能时长一般仅为1-2小时,难以满足长时间的能量需求。在长时储能领域,有液流、抽蓄、压缩空气储能等多种储能技术。

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会上,巨安运营总监万田表示,铁基液流是极具性价比的,以8时储能计算,铁基液流电池度电成本低至0.23元/度。目前巨安储能已攻克了全铁液流电池的铁枝晶和析氢关键技术瓶须,开发了全铁液流电池,该电池采用新材料新技术,实现新型储能。

万总还并介绍了公司全铁液流电池的核心技术—— 特异性铁螯合物分子材料,全溶性全铁电解液,该电解液采用全溶性活性材质,发生氧化还原反应过程中不会产生固体物质,可充分发挥液流电池功率与容量解耦合优势。此外,巨安储能也完成了隔膜的定向开发和双极板流道的设计,实现了关键材料技术的可控。

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9.《磺化高分子材料在液流电池隔膜上的应用》——安徽理工大学 张中标 教授

会上,安徽理工大学中标教授首先概述了磺化高分子材料的多种类型,并介绍了不同材料的特点,随后详细介绍了这些材料在膜材领域的应用情况、特点。张教授特别强调了磺化策略对材料结构的影响,解释了不同磺化结构对材料性能的具体影响。

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最后,张教授展望了磺化高分子在液流电池领域的应用前景和产业化进展。例如,在液流电池领域,SPPSU可耐酸碱、成本低,但抗氧化能力弱;SPAEK耐酸碱、潜在抗氧化能力、成本居中,SPBI耐酸碱、抗氧化能力较强,但是高磺化度难合成、成本高。总之,这些磺化高分子材料在燃料电池、水电解制氢、液流膜材、水处理膜材及医疗器械膜材等方面均有应用优势。

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10.《液流电池产业化进展及其挑战》——大连海事大学 马相坤 教授

硫酸铁锂电池在电化学储能市场的占有率大于90%,但锂电池的安全问题,让包括液流电池在内的新型储能方式成为行业热点,据初步统计,布局液流电池企业在近一年达到近百家,2023年的合集规划产能超12.2GW。
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但液流电池的产业化仍存在较大的问题:表现为产业化需求大而产业链不完善;技术不成熟,项目交付难;材料成本居高不下。因此技术先进可靠、产品批量化、维护成熟成为衡量企业实力的标准。

会上,大连海事大学马教授介绍了液流电池的几项关键材料发展及进程,钒电解液从第一代的硫酸基电解液发展到第二代的硫酸盐酸混合电解液;离子传导膜主要是全氟磺酸膜、非氟多孔膜、复合全氟磺酸膜;复合双极板有挤出双极板,浸渍双极板、热压双极板;聚丙烯氰电极,主要材料有进口的碳毡、原毡、国产的原丝、原毡等材料。第五是液流电池电堆和电池系统;第六是液流电池智能制造;第七是百兆瓦级液流电池解决方案。
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11.《液流电池关键膜材制备工艺与设备》——东福来 李东阳 总经理

目前,液流电池隔膜的成本仍较高,占液流电池总成本的5%左右,降低膜材成本仍是重的挑战。会上,东福来总经理李东阳介绍了苏州东福来对液流电池相关膜材的研究。李经理从公司的隔膜制造工艺分享了公司的涂布法工艺流程,该方法可实现一定效果的降本。
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此外,李总经理还介绍介绍了不同双极板的制造工艺,例如石墨双极板采用可膨胀石墨压延工艺流程;复合石墨双极板是树脂+石墨(纤维)挤出压延工艺流程;金属双极板是不锈钢涂布(镀层)冲压法工艺流程。

苏州东福来16年专注于功能性新材料工艺研发和设备研发,公司的涂布机生产线,适用于各类纸张、薄膜、金属箔等单面/双面精密涂布,使产品具有导热、导电、屏蔽、吸波等功能。同时,厚度和精度是东福来薄膜制造的优势,可达到50nm,精度≤5%的精密涂布。

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12.《液流储能电堆激光焊接及其自动化生产线》——南京帝耐激光 龚传波 董事长

液流电池电堆是影响电池寿命与安全运行的关键,而电堆焊接是一个高技术含量的环节,需考虑产品气密性和效率、焊接材料、成本等因素。南京帝耐激光龚传波董事长指出,采用激光焊接技术,可节约30%以上的材料成本,整线效率可提高30%以上。

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会上,龚董事长就介绍了激光焊接过程,主要有四步,玻璃态吸收光、高弹态产生热、粘流态熔合,最后回到玻璃态重新固化;并对比了激光焊接与振动摩擦焊接(四代)、金属加热焊接(三代),化学固定法(二代)的区别,在应力、形变、残渣产生、三维焊接等方面,激光焊接具有显著优势。
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值得一提的是,帝耐激光的电堆焊接技术,相比传统的密封圈+热熔胶+复杂螺杆锁簧技术,简化了焊接流程,采用最新的技术,通过激光焊接整堆+简单螺杆锁簧技术,所形成的电堆截面规整均匀。

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13.《液流电池结构-流体/热-密封-可靠性寿命优化设计加速商业应用》——及瑞工业设计 王苓 咨询总裁

在如今新能源行业竞争如此激烈的环境下,通过对产品结构和技术路线优化实现降本增效,成为科技企业越来越重要的课题。

王芝介绍说,上海及瑞设计提供定制化的“数字孪生”正向设计制造协同咨询方案服务,可针对液流电池提供正向的工业级产品的结构-流体/热-热机设计、力学性能和可靠性、工艺改进等专业的咨询和设计,对产品进行定制化创新设计、优化设计。
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基于数字孪生正向设计区别于传统设计,以先进设计理念结合云计算,提高设计可行性的同时降低创新试错成本。在电池轻量化设计案例中,原结构重量为74Kg,设计后新结构重量48Kg,减重比例35%。其他应用案例如针对液流电池系统电解液流动的优化设计,以及电池系统温度优化设计等。

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目前,面对液流电池复杂的系统工程,如何通过数字孪生正向设计对产品进行工艺上的创新和优化。会上,及瑞工业设计咨询总裁王苓依次介绍了液流电池系统的硫化优化方案、温度优化方案。

例如通过流场均匀性优化,可提高电解液使用效率、提高电池容量;通过系统流阻优化,可降低系统运行能耗,提高能量转换效率。在电池内部,通过降低和控制电堆温度,提高电池系统寿命,具体方式可以是优化电堆的散热能力、优化单个电极富锦的温度均匀性和不同电极之间温度均匀性。此外,还可通过热量回收减少能量损耗。

关注本公众号,菜单栏对话框输入“20240809”,即可获取视频/图片回看及会议可公开资料下载方式。

二、展台风采

1. 上海三束实业有限公司

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2.  江苏米格新材料股份有限公司

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3.  苏州富润泽激光科技有限公司
 
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4.  盐城金韦尔智能装备有限公司

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5.  江苏双马智能科技有限公司

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6.  南京帝耐激光科技有限公司

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7.  艾博特瑞能源科技(苏州)有限公司

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8.  济南奥镭数控设备有限公司

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9.  苏州东福来机电科技有限公司

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10.  南京碳冉新材料有限公司

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11.  广东华焯激光科技有限公司

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三、现场互动及特写

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最后,再次感谢以下企业对此次大会的赞助与支持:

  • 上海三束实业有限公司
  • 江苏米格新材料股份有限公司
  • 苏州富润泽激光科技有限公司
  • 浙江亿迈达泵业有限公司
  • 盐城金韦尔智能装备有限公司
  • 江苏双马智能科技有限公司
  • 南京帝耐激光科技有限公司
  • 承德新新钒钛储能科技有限公司
  • 巨安储能武汉科技有限责任公司
  • 艾博特瑞能源科技(苏州)有限公司
  • 大连海事大学
  • 嘉兴大学G60产业创新研究院
  • 大力储能技术湖北有限责任公司
  • 济南奥镭数控设备有限公司
  • 山西国润储能科技有限公司
  • 久茂自动化(大连)有限公司
  • 苏州东福来机电科技有限公司
  • 烟台罗塔塑料科技有限公司
  • 安徽理工大学
  • 上海及瑞工业设计有限公司
  • 合肥工业大学
  • 南京碳冉新材料有限公司
  • 广东华焯激光科技有限公司

2025年,第二届全国液流电池大会,再会~

原文始发于微信公众号(艾邦液流电池网):热烈庆祝全国液流电池大会成功举办

液流电池(Flow Battery)是一种可充电电池,它通过液体电解质的流动来存储电能。与传统的固态电池(如锂离子电池)不同,液流电池的能量存储组件(电解质)是分离的,通常储存在外部容器中,在充放电过程中通过电池单元循环。
液流电池是一种活性物质存在于液态电解质中的电池技术,电解液在电堆外部,在循环泵的推动下流经电堆,实现化学能与电能的转换。国际上液流电池主要有全钒液流电池、锌溴电池、铁铬电池、多硫化钠溴电池4种技术路线。
其中全钒液流电池目前产业链建设和技术成熟度相对较高。全钒液流电池系统由功率单元(电堆),能量单元(电解液和电解液储罐),电解液输送单元(管路、阀、泵、传感器等辅助部件)以及电池管理系统等组成。其中,电堆由离子交换膜、电极、双极板、电极框、密封等材料构成。液流电池生产线包括(双极板,膜裁切,碳毡裁切,电堆堆叠组装)等。欢迎申请加入微信群。
另外欢迎加入通讯录:https://www.aibang360.com/contacts/100278100042
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作者 808, ab