“我想设计一种大容量且安全的电池架构，来解决长时储能这一世界级储能难题。”
这是巨安储能武汉科技有限责任公司创始人及CEO孟锦涛的初心。
日前，孟锦涛接受了ESPLAZA长时储能网的专访。
▲孟锦涛
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孟锦涛与长时储能结缘，还得从材料科学说起。
“材料是很多技术进步的基础学科，如果要在一些关键技术上有突破的话，就要从材料上面去下手。”孟锦涛说道。
孟锦涛在高考时毅然报考了材料专业，此后十年如一日地将热情倾注在材料领域，进而开始了对电池技术的研究。
在求学时，孟锦涛就发现新能源并网的过程中，波动性和不稳定性非常突出。他和团队成员决心研发一种新型储能技术，以解决长时储能的问题。
据孟锦涛介绍，他的导师和教授团队已扎根电池领域十余年，在电池技术创新及高分子材料的开发方面有着非常丰富的经验，在早期也做了锂离子电池的研发。
但锂电池的原料获取难、金属活泼性强，成本居高不下，储能时长受限，并伴随着使用过程中爆燃等安全隐患，为大规模储能的发展埋下了隐忧。
“所以我们要针对性地开发一类面向大规模长时储能的产品，该产品首先要能保证安全性，其次所用材料不受限制，成本也足够低。”孟锦涛称。
开发这类产品面临的主要挑战在于电池材料的选择。为了在成本和安全性之间取得平衡，孟锦涛团队自行研发了一套程序——AI for Science-【FLMS】螯合物分子模拟平台，以对比、分析和筛选千万种材料，然后对筛选出的高潜力材料进行全面的实验验证。经过层层筛选和深入试验，最终选择了材料不受限制、成本低且性能稳定的铁元素作为电池产品的核心材料。
同时，为了进一步提升电池的安全性，孟锦涛和团队成员选用了全液态的架构。此外，他们还采用更为安全的水性电解液，成功规避了锂电池常见的爆燃隐患，为安全储能提供了崭新的解决方案。
“我们在无数个夜晚挑灯奋战，终于研发出碱性全铁液流电池储能技术。”孟锦涛说。该技术具有原材料丰富、成本低廉、安全性高、循环寿命长等优势，被锂电池的发明人、诺贝尔奖获得者John.B.Goodenough教授评价为“电化学储能领域的革命性突破”。
为进一步将研究的技术转化为产品，2021年8月，巨安储能正式成立。
“巨安”二字，深刻诠释了巨安储能公司自成立之初的使命与愿景，同时也体现了创始人孟锦涛创办公司的初衷，“巨”代表了大容量、大规模，“安”寓意安全，巨安储能要提供一种成本低、安全性高、可大规模长时存储的储能解决方案。
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从2021年公司成立至今，孟锦涛一直把巨安储能当作自己的“孩子”一样去培养。“公司的发展要比想象中困难，但也比想象中快。”孟锦涛说道。
在创业初期，液流电池在整个储能领域的受众群体较小，无论是融资还是市场推广，和投资人及客户的沟通需要投入的成本都比较大。而碱性全铁液流电池作为一种全新的液流电池技术路线，需要投入更多的时间和成本。
另外，液流电池工艺复杂，需要的人才专业覆盖了电化学、材料、化工、机械等各个领域，如何更好地将不同行业的人才协调起来，发挥最大的集合效应。这也是一个挑战。
虽然困难重重，但巨安储能持续稳步推进全铁液流储能系统的迭代升级。如今，即将三岁的巨安储能也已经取得了一些里程碑式的进展。
电解液方面，通过活性材料选型、配方调整、工艺优化等方式，已实现从第一代电解液到第三代电解液的迭代升级。相比于第一代电解液，第三代电解液的材料成本更低、制备时长更短、性能更优，循环寿命更长，大大拓宽了储能系统的应用场景。
电堆方面，从早期的10kW电堆升级到如今的42kW电堆，高离子电导率隔膜提高了电堆的功率密度，流场设计优化提高了液体分布的均匀性，结构改进节省了物料成本同时提高了电堆的耐用性和可靠性。
孟锦涛称：“我们的电堆密封技术可以安全避免掉内漏、外漏问题，同时我们生产的电堆不仅适用于全铁液流电池，也适用于其他液流电池体系，如全钒、铁铬等。”
另外，巨安储能针对铁基电解液自主研发的BMS系统可以实时监测系统的健康状态并进行智能化管理，提升了系统效率，延长了使用寿命；集成化的模块系统设计提高了系统的灵活性和可扩展性，以满足不同的应用场景。
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市场订单持续增长
当前，巨安储能踏上了产业化发展的新征程，全力推进“双万”工程，即建立万台电堆和万吨电解液自动化生产线。这不仅标志着该公司在技术层面和生产能力上的巨大飞跃，也为其市场扩张奠定了坚实基础。
2022年12月，湖北黄石华创科技园80kW/80kWh全铁液流储能用户侧示范项目投入使用。自电站投入使用以来，已稳定运行了一年有余，期间遵循削峰填谷的运营策略，以每日2充2放的模式高效运行，电池的能量效率达到了70%。
▲黄石华创科技园80kW/80kWh巨安储能全铁液流储能系统
2023年7月，巨安储能的首台250kW全铁液流储能系统成功下线暨并网运行。该系统已顺利完成3000小时的充放电稳定性认证，并在多项技术上实现了全球性的创新突破。
此系统的电堆功率已提升至31.5kW，整体功率扩容至250kW；此外，电堆还采用了集成式外壳设计，这一创新设计不仅便于快速上架组装，还提升了单电池电压的采集效率。
同时，电池管理系统和热管理系统也进行了技术升级，其中散热装置采用了高效的水冷方式，提升了散热效率。在稳定运行六个月后，该系统的放电容量维持在100%的理想水平，展示了卓越的性能和稳定性。
▲巨安储能250kW全铁液流储能系统
2023年12月，巨安储能团队仅用10天时间就完成了湖北长江电气“1MW/8MWh全铁液流储能项目”的主体工程建设，创下了10天完成兆瓦级大型液流储能电站主体工程建设的行业新纪录。
据悉，该全铁液流储能系统的电压等级可提升至1500V，各组件通过高压绝缘测试，可匹配市场上主流的大功率PCS储能变流器，从而显著降低系统集成成本。系统集成采用了三层电堆布局的方式，有效提升了系统功率密度，同时大幅度减少了占地面积。结构组装上，电堆部分则采用了集成式组装，系统组装采用了分体式结构设计，这种结构升级不仅便于系统的安装，也简化了后期的运维工作，进一步降低了运维成本。
孟锦涛表示：“该项目投运至今运行工况良好，各项参数指标优良，在电池衰减方面，全铁液流电池的循环衰减表现比钒基电池更为稳定。园区配备全铁液流储能系统后，实现光伏、充电桩、储能系统与电网的高效互动，削峰填谷，降本增效，在紧急情况下作为应急电源使用，替代传统柴油发电设备，减少环境污染，确保用电安全高效、节能环保。”
湖北长江电气“1MW/8MWh全铁液流储能项目”
同时，巨安储能已与“五大六小两网两建”等多个电力集团签订了战略合作协议及项目订单。且相关项目先后被纳入湖北省新型储能示范项目、国家首台（套）重大技术装备（项目）、国家能源局新型储能试点示范项目、内蒙古自治区第一批电网侧独立新型储能电站示范项目。
孟锦涛还表示:“虽然国内从事全铁液流电池研发生产的企业数量不多，但从客户反馈来看，全铁液流电池的订单量在持续攀升。”
价格方面，从近期招投标价格分析，钒电池储能系统初装价格已跌破2元/wh。孟锦涛认为，全铁液流电池在成本上也很有竞争力，他表示:“在2023年，4小时/8小时全铁液流电池储能的价格便已接近该目标，随着百兆瓦项目的交付、投运，其成本有望进一步降低。”
原文始发于微信公众号（ESPlaza长时储能网）：订单量持续攀升！全铁液流电池撕掉“小众”标签
