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2023年铁铬液流电池产业发展分析

铁铬液流电池：原材料丰富，前景广阔铁铬电子对价态变化实现

能量转换铁铬液流电池是产业上最早出现的液流电池技术，利用铁铬

电对的价态变化实现能量转换。铁铬电池分别采用Fe3+/Fe2+电对和

Cr3+/Cr2+作为正极和负极的活性物质，通过活性金属的价态变化实

现电能与化学能相互转换与能量储存。在铁铬液流电池中，活性物质

储存于电解液中，具有流动性，可以实现电化学反应场所(电极)与

储能活性物质在空间上的分离，电池功率与容量设计相对独立，适合

图61:铁铬液流电池的发展历程

中国国家电投集团公司

美国EnerVaut公司250kW/1500kWh

250KW/1000kWh铁络液流电池光储示范项目

铁铬液流电池商业化项在作家口投入堵行

在加州特罗克投入运行

66kW原型系统

开发成功

10kW原型系统

开发成功

NASA提出

铁络液流电池

爱科来源：房茂森等《铁格液流电池技术的研究进展》,西部证参研发中心

铁铬电池系统主要由功率单元(单电池、电堆或电堆模块)、储能单

元(电解液及储罐)、电解液输送单元(管路、阀门、泵、换热器等)

电池管理系统等组成。作为铁铬电池的核心部件，功率单元在一定程

度上决定了系统的能量转换效率和建设成本。根据应用领域不同，功

率单元可以分为单电池、电堆和大功率模块等。其中，铁铬电池单电

池是电堆及系统的基本单元，单电池主要通过离子传导膜将正负极电

解液进行分离，两侧分别由电极、液流框、集流体等部件组成的正负

极半电池，然后通过夹板及紧固件进行压紧而成；电堆又由多个单一

电池通过叠加形式进行紧固而成，每组单电池之间通过双极板进行连

接，具有多个电解液循环管道和统一电流输出的组合体，一定数量的

电堆再组合电解液循环系统、电气系统、能量转换系统及辅助设备构

图62:铁铬液流电池反应基本机理

充电1t放电

交流/直流变换器

发电负载

正极负极)

电池单元

负极电充电

Cr

Fe放电

隔膜

电极H

泵泵

资科来源：袁治章等《液流电池储能挂米研究进展》,西部证泰研发中心

铬铁矿丰富叠加电化学技术优势大储前景广阔

1.优势：铁铬电池较其他电化学电池具有明显的技术优势，在大

规模储能技术应用前景广阔。根据铁铬电池的工作原理及结构特点，

其高安全、高灵活性和长寿命的技术特点使其在可再生能源发电储能

装置、电网调峰调频、电网削峰填谷、不间断电源或应急电源等领域

拥有很广阔的应用前景。

1)电对元素特性叠加水性电解质溶液，铁铬电池系统安全性较

电对的水性溶液，不会发生燃烧或爆炸的风险。且电解质溶液储存在

两个分离的储液罐中，电池堆与储液罐分离，在常温常压下运行，安

全性高。即使在运行过程中，隔膜发生破裂，正负极活性物质发生互

混