全球现在正处于从传统化石能源向可再生能源转变的关键时期，风电、光伏的装机容量和发电占比持续提升是必然趋势，但可再生能源“看天吃饭”的特性给电网稳定性和供电可靠性带来了新的挑战。
我国“碳达峰、碳中和”目标的提出进一步的推动能源系统深度脱碳，在这个过程中传统能源供应模式压力增大，新能源产业虽然成为新的增长点，却也面临并网消纳的难题，如果处理不当可能影响能源安全，还可能拖累经济社会的稳定发展。
长时储能通常是指能够持续放电4小时至数天甚至数周的储能技术，它在能源系统中可用于平抑新能源波动、实现削峰填谷、提供备用容量并且增强电网的韧性，对构建以新能源为主体的新型电力系统、提升可再生能源消纳比例、保障国家能源安全具有不可替代的作用。从更广的视角看长时储能也是释放可再生能源全部潜力、降低电力系统综合成本、创造绿色就业、提升国家科技与产业竞争力的关键基础设施。
图源 中国经济大讲堂
液流电池是通过电解液在外部储罐和电堆之间的循环流动，实现电能与化学能的相互转换，最大特点是“功率与容量解耦”——功率由电堆规模决定，能量取决于电解液储量。
这就使液流电池有着高安全性（多采用水系电解液）、超长循环寿命（可达万次以上）、容量易扩展、环境友好和选址灵活的优势，非常适合电网侧大规模储能、配套可再生能源电站、微电网以及离网供电等长时储能场景的使用。
钒电池示意图|图源 中国经济大讲堂
电解液、离子交换膜、电极与电堆的持续创新正推动着液流电池向更高效率、更低成本和更广应用领域发展，液流电池作为长时储能的关键技术凭借高安全性、超长寿命和灵活扩容能力，在全球能源转型中扮演越来越重要的角色。
电解液是储能系统的核心，直接影响电池的能量密度和循环寿命，近几年的研究重点集中在开发高浓度、高稳定性的电解液来提升能量密度并抑制副反应。
对钒基、铁基等无机体系，关键在于提高活性物质的溶解度和化学稳定性；而在有机体系中研究人员致力于设计具有合适电位的活性分子，积极的探索如铁、锌等资源丰富、成本更低的材料。
短流程制备技术成为降本的突破口，如四川发展兴欣钒能源公司开发了液相直接转化工艺，绕过了传统高纯钒氧化物环节，使原料成本降低了30%，钒回收率提升了10%，产品纯度达到国标一级，中国科学院过程工程研究所创新性地提出“预除杂—还原—萃取—除油”的流程，省去了高纯五氧化二钒的中间制备步骤，无氨氮废水排放，生产成本较传统工艺降低了近30%。
兴欣钒新一代短流程钒电解液制备技术
离子交换膜要兼具高离子选择性和高电导率来避免活性物质交叉污染并减少欧姆损失。
当前的研究热点包括开发低成本非氟多孔膜、改性全氟磺酸膜及非氟聚合物和复合膜等，新型可焊接多孔复合膜与高导电双极板配合使单电堆体积功率密度从70kW/m³提升至130kW/m³，同等体积下功率从30kW提升至70kW，成本降低了40%；
磺化支化聚苯并咪唑（sb-PBI）膜展现出优异的钒离子阻力、质子传导能力和选择性，其库仑效率、电压效率和能量效率均高于商用Nafion 212膜，并且经1170次充放电循环后还可保持稳定。
图源 中国经济大讲堂
电极优化主要通过提高催化活性和比表面积来改善反应动力学，常见手段有对碳毡/石墨毡进行表面处理（如热处理、酸处理及催化剂负载）及开发碳纳米管、石墨烯等新型碳材料，金属有机框架（MOF）衍生的SnO2/石墨毡复合电极使能量效率提升至82%，而SrZrO3钙钛矿催化剂的引入进一步的优化了阳极反应动力学。
双极板兼顾高导电性、强耐腐蚀性和低成本特性，当前的研究涵盖石墨板优化、聚合物/碳复合材料及带保护涂层的金属板；流场结构设计也是重点，良好的设计能确保电解液均匀分布、流动阻力小、泵耗低，从而提升整体性能。
一次压成型工艺石墨双极板/侵删
侵删
电堆设计正朝着大功率、高一致性的方向发展，通过提高集成度、减少连接部件进一步降低成本。
2025年4月液流储能科技有限公司发布了125kW高功率电堆及800kW标准化储能系统，采用梯度复合膜技术、多孔流场设计和拓扑优化结构实现了核心技术的创新。
高效的热管理系统是确保电池在宽温度范围内稳定高效运行的关键，智能控制系统借助优化充放电策略、状态估计与故障诊断显著的提高系统效率、可靠性和使用寿命。
人工智能技术在液流电池中的应用也日益深入，机器学习算法通过分析大量工况数据实现SOC预测误差<3%，LSTM网络对膜降解的预警准确率达92%，强化学习控制的动态流量调节系统使能耗降低15%，数字孪生技术显著的提升了系统的响应速度。
除了主流全钒液流电池，其他技术路线也取得明显进展。
-
宿迁时代储能在水系有机液流电池方面推出的技术采用可设计有机化合物（如TEMP分子）替代钒金属，理论能量密度提升至30Wh/L（钒液流仅16Wh/L），并且具备超低自放电和毫秒级响应能力；2025年6月鄂尔多斯成功200MW/800MWh电网侧储能电站项目完成试运行，其中5MW水系有机液流电池在全球范围内首次实现兆瓦级应用；
-
2024年6月上海电气储能推出了全球最大单体容量钒铁液流电池：500kW/2MWh钒铁液流电池，单堆功率45 kW，单模块功率500 kW，以“体系创新、钒铁融合”使液流电池实现高性能电堆能量效率>85%，储能模块交流侧效率>75%；度电成本下降40%；
-
硫基液流电池也有新进展：2024年7月29日，易池新能正式发布LEAPLUG 跃连硫基液流电池储能系统，同天全国首个应用硫基液流电池储能系统的20kW·h充电站配储示范项目在宝安正式启动并网运行，标志着该技术顺利完成中试规模的技术验证，步入了产业化的快速通道。
-
此外，2021年10月，江西上饶200kW/600kWh锌铁液流电池储能示范项目并网，为光伏发电起到储能作用；2023年4月，全球最大容量铁-铬液流电池储能电站(6000kWh)在内蒙古并网运行；2024年8月，辽宁本溪锌溴液流电池储能电站已实现稳定运行......
四川攀枝花100MW/500MWh全钒液流储能电站一期
内蒙古鄂尔多斯万成功200MW/800MWh电网侧储能电站项目
全国首个应用硫基液流电池储能系统的充电站，规模20kW·h
文章来源：毛恒山,刘晓杰,刘浩骥,胡炜昊,韩文杰,.迈向长时储能：液流电池技术的研究进展与挑战【C】.2025中国建筑经济研讨会,2025.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
报名方式一：请加微信并发名片报名
https://www.aibang360.com/m/100301?ref=172672
