中国科学院院士叶志镇：锌溴液流电池或成为储能电池产业化的解决方案

5月24日，第十三届中国国际储能大会开幕式在杭州召开。开幕式上，中国科学院院士、浙江大学材料科学与工程学院教授叶志镇发表主题演讲。叶志镇认为，在储能产业的应用上，锂电池具有一定局限性，相对的，锌溴液流电池则在产业化方面表现出较大潜力。

加快新型储能技术规模化话应用

在“双碳“目标的指引下，储能技术成为新能源产业发展的重要锚点。在能源的实际应用中，储能系统能够起到平抑能量波动，实现能量平滑、稳定输出，提高实际能量利用率的作用，是弥补当下主流零碳新能源技术短板的重要手段。以此为基础，加快新型储能技术的规模化应用也被列入“十四五”规划，成为了2035年的远景目标。

叶志镇指出，储能产业对电池的性能具有较高的要求，需求电池的安全、成本、寿命和可持续性；此外，还需要低成本、高安全、长寿命的理想方案。在产业发展的严苛要求下，液流电池展现出较大潜力。据《储能产业研究白皮书》统计数据显示，到2026年，中国新型储能累计装机规模将达到48.5GW，其中，液流电池作为国家重点着力发展的一项技术，预计新增装机量5GW。

自身性质限制了锂电池的竞争力

锂离子电池其能量密度高、响应速度快的优势，在动力电池领域独占鳌头，占有巨大的市场规模。2021年，中国锂离子电池规模达到324GWh，占全球市场规模的59.4%，连续五年成为全球最大的锂电池消费市场。

然而，到了储能电池的领域，锂电池却由于自身性质限制而面临着竞争力下降的困境。叶志镇表示，锂电池在储能领域的瓶颈问题主要有三点：一是作为其核心原料的金属锂可逆性较差，在与电解液的持续消耗下，难以实现高比能锂电池的长寿命；二是锂金属负极的库伦效率较低，反应生成的沉积锂晶粒尺寸和微观结构会影响锂的镀/脱锂效率；三是石墨负极锂离子电池已接近理论极限，难以再拓展更高的发展空间。

因此，为达成“双碳“目标，实现绿色能源的大规模普及，替代性的储能电池技术研发刻不容缓。叶志镇认为，锌溴液流电池或可成为储能电池产业化的解决方案。

锌溴液流电池产业化仍需技术突破

锌溴液流电池作为被普遍认为具有较高潜力的储能电池，具有高安全、低成本、长寿命、易集成、易运维的优势特点。据介绍，锌溴液流电池的材料成本仅是锂电池的20%至30%，其运行方式也决定了液流电池在安全性方面具有独特的优势。

然而，正如叶志镇所言，目前，锌溴液流电池在国际上还处于发展阶段，其技术应用层面还远达不到锂电池的水平。要实现锌溴液流电池的产业化，有许多国际性的技术难题需要取得突破。一方面，锌溴液流电池的电极与电解液需要发展新材料。现有材料会在使用过程中产生化学反应，生成锌枝晶、新死晶等反应物，导致锌负极低电镀、甚至电镀剥离，降低库伦效率，容量退化，并导致严重的自放电问题，引起资源的浪费。另一方面，在大尺寸电池场景下，电堆系统也面临着压降大、效率损失高、电极内部传质较差的难题。要克服这项技术瓶颈，需要对电堆系统的流动和传质结构作出协同优化，令流道和电极结构共同作用于离子传递和电解液压降。

叶志镇表示，我国已经在上述技术难题方面取得了一定程度上的技术突破，朝锌溴液流电池的产业化迈出了坚实的一步。“我们要真正做一个能够大量应用的产业，要向更加安全，低成本，性能更加优越稳定的设备迈向产业化。当然，安全、成本、性能要协同发展。”叶志镇强调。长时储能正处在一个由移动电池走向百家争鸣的时代，多样化的储能技术遍地开花，各有利弊。储能产业要迈入大规模的时代、储能技术要实现产业化，仍然需要行业先行者们的不断探索。