零下25℃稳定运行！百兆瓦级全钒液流电堆的极寒挑战

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在“双碳”目标加速推进的背景下，大规模储能技术成为破解可再生能源间歇性难题的关键抓手。全钒液流电池凭借安全性高、循环寿命长、电解液可回收等独特优势，被视为支撑能源结构转型的重要技术路径。
然而，长期以来，关键材料依赖进口、电堆功率密度低、制造成本高昂等问题，制约着该技术的规模化应用。中国科学院大连化学物理研究所（以下简称大连化物所）近期在新一代全钒液流电池技术上的突破，为这一困境提供了破局之道。
传统全钒液流电池因能量密度低（约15-50Wh/kg），导致设备体积庞大，适配性差。大连化物所通过新型可焊接多孔复合膜和高导电双极板，将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。这一突破意味着在保持设备体积不变的前提下，功率翻倍，直接提升了电池系统的空间利用效率，为规模化储能电站的紧凑化设计奠定基础。
技术突破的成效在工程化应用中得到了充分验证。2025 年初，由大连化物所提供技术支持、大连融科储能参与建设的吉林松原乾安中卉玉字储能电站正式投产。这座装机容量 100MW/400MWh、总投资12.22亿元的百兆瓦级项目，是我国严寒地区首座全钒液流电池共享储能电站。
其采用的新一代电堆技术，不仅克服了低温环境对电池性能的影响，更通过集中式储能模式为13家新能源发电企业提供配储服务，预计每年可消纳新能源电量约3亿千瓦时。这一项目的落地，标志着我国全钒液流电池技术从示范阶段迈向商业化运营的关键跨越。
从行业发展的角度看，大连化物所的技术突破具有多重战略意义。在成本层面，尽管全钒液流电池的初始投资目前仍高于磷酸铁锂电池，但其全寿命周期成本优势显著——循环次数可达20000次以上，且电解液可回收利用，长期运行经济性突出。
随着电堆成本的下降与规模效应的显现，预计未来十年内单千瓦投资有望降至2100元，度电成本逼近0.4元，逐步缩小与锂电池的成本差距。在安全性与环保性方面，全钒液流电池以水系电解液为核心，无易燃易爆风险，电解液不含重金属，契合全球绿色储能趋势，尤其在中大型储能电站建设中优势明显。
此外，通过“产学研用”协同创新，大连化物所已带动国内形成从电解液、隔膜到电堆制造的完整产业链，减少了对国外技术的依赖，提升了我国在这一领域的国际竞争力。
不可忽视的是，全钒液流电池技术仍面临能量密度提升、低温性能优化等挑战，需要在高浓度电解液、新型隔膜材料等方向持续攻关。但随着“十四五”期间各地强制配储政策的落地，以及风光发电装机量的快速增长，全钒液流电池在长时储能（4小时以上）场景中的需求将迎来爆发期。
吉林松原项目的成功，不仅验证了技术在严寒地区的适应性，更通过“共享储能”模式创新，为解决发电企业配储压力、提升电网调峰能力提供了可复制的经验。

小结

大连化物所的技术突破不仅是单一产品的改进，更是全钒液流电池从实验室原型到商业化主力的重要转折点。通过材料创新→成本降低→工程验证→模式创新的闭环，该技术正逐步破解大规模储能的安全性、经济性、长寿命三大核心难题，为我国能源结构转型提供了坚实的技术支撑。随着后续产业链成熟和规模效应显现，全钒液流电池有望与锂电池形成短时长+长周期的储能互补格局，共同推动“双碳”目标实现。