随着“双碳”目标的深入推进，风光装机规模不断扩大及可再生能源渗透率持续提升，4小时以上，甚至可跨天、跨月的长时储能将成为满足电力系统稳定运行需求，助力我国新型电力系统建设的重要支撑。有行业人士甚至预测至2050年，长时储能储电量占比将达95%。

而目前最为常见的锂电储能，是通过增加电池容量或降低电池功率来延长时长，但这会因此增加电池的成本和重量，降低效率和安全性，因此并不适用于长时储能。

与锂电池不同，液流电池作为一种活性物质存在于液态电解质中的储能技术，具有功率与容量相互解耦的特点，所以加大储罐中电解液的体积，即可以延长储能时长。而这其中，最为常见也是产业化应用最多的即全钒液流电池。

液冷储能系统，应对极端低温挑战

巴里坤地区冬季环境最低温度可达-33℃，5.X液冷储能系统沿用高铁低温技术，并进行跨界创新设计，实现储能系统的耐寒性技术突破，大大提升了环境适应能力，即使在极端低温情况下，也能保障可靠供电，支撑电网稳定运行。

半固态电池作为一种新兴的电池储能技术，相较于传统的液态锂离子电池，具有高能量密度、高安全性、长使用寿命、环保性好等诸多优势。该项目是半固态电池在发电侧集中式储能领域的首次应用。

全钒液流电池则通过电解液回收和循环利用，实现钒原料的提纯和再生利用，体现了绿色环保理念。

近年来，全钒液流电池储能技术在全球得到了较快发展。有数据显示，截至目前，全球钒液流电池储能累计装机约800MWh，按照年份划分，这其中75%的项目建设于近几年，而按照国别划分，中国约占据6成的份额。

“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。

从0到1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。

从1到10

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。

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。”

市场驱动之下，越来越多的企业开始进行全钒液流储能技术的研发布局。据不完全统计，目前，我国经营范围涉及全钒液流电池及相关业务的企业已超过50家。

截至目前，这家“专精特精中小企业”已研发完成全钒液流电解液制备、20/40kW电堆制造、兆瓦级液流电池储能系统集成等全套解决方案，可为客户提供全钒液流储能全产业链服务；可提供大型集中式共享储能、光储充一体化工商业储能、离/并网户用储能等多种电化学储能和微网解决方案，并配套研发5kW到2.5MW多个功率区段储能变流器系列产品，相关产品已通过上海电科所和CQC等认证机构的产品检验，还参与建设湖南省麻阳县100MW/400MWh全钒液流储能项目、100MW/600MWh全钒液流储能电站等多个重点项目。

“全钒液流电池以其独特的优势，正成为长时储能技术的核心创新应用之一，该技术创新将为新能源产业的可持续发展提供有力支撑。”林源储能液流储能研究院院长闫渊表示，“我们将在此持续深耕。”

就数据来看，当前百花齐放的新型储能技术路线中，液流电池储能依旧小众。敢于另辟蹊径寻求突破，林源储能的底气自非寻常企业所及。

根据国家能源局的数据，伴随新型储能电站的集中式、大型化，10万千瓦以上的项目装机占比为54.8%。从储能时长看，我国新型储能项目平均储能时长2.2小时，而2至4小时的项目装机占比已达74.6%。

储能长时化趋势下，未来4小时以上的储能时长将会越来越常见。闫渊表示，“对于全钒液流储能系统而言，8小时、10小时甚至更长的储能时长都可实现。”

总裁介绍，全钒液流电池包含两种不同价态的高纯度钒电解液。通过电解液中不同价态钒离子在电极表面发生氧化还原反应，完成电能和化学能的相互转化，实现电能的存储和释放。

作为液流电池的一种，全钒液流电池不仅拥有长寿命，高循环稳定性和高安全性优势；其还由可再生材料和水系钒电解液制造并且具有较好的循环利用性，因此在环保方面可谓“出类拔萃”；此外，从资源自控角度出发，截至2021年底，我国钒资源储量占全球39%，产量占全球68%，均局全球首位，而锂资源中国储量占比仅为7%。更加充足的钒资源也为全钒液流电池储能的发展带来了更为广阔的前景。

当然，作为一种大规模应用仍处于发展阶段的“未来向”技术，林源储能很清楚，迎接未来，企业加速快跑甚至领跑的关键，在于技术和产品。

用数据说明或许更有说服力：从2022年布局至今，林源储能已获得全钒液流电池储能相关90+项知识产权，其中发明专利大于30%。

其40kW级电堆，具有82%以上的直流侧能量转换效率，额定电流密度为160mA/cm²，循环寿命可达20000次以上。

其250kW全钒液流储能系统，并联支路电流系统的支路漏电流损耗降低了15%以上，系统功率损耗降低了10%以上；创新性地通过利用泵对高能量模块的消耗，实现了电堆之间SOC的均衡调节，使变频器切换外电源系统的效率提升了3-5%；通过结合液流电池运行工况，实现液流电池电解液的冷却，并回收工作中产生的热量，使温控系统损耗电量占总损耗电量的比例降低到了50%以下。

特别值得关注的是，针对活性物质在水溶液的溶解度有限，电池能量密度较低的问题，林源储能已经交出了他的答卷。

通过在权威机构测试的五个批次的全钒液流电池电解液来看，林源储能的三价和四价钒离子浓度比例均为1：1。总钒离子浓度为1.6mol/L-2mol/L，硫酸根浓度（mol/L）>4.1，密度（g/c㎥）范围在1.3-1.4，与同类产品相较，杂质含量可实现降低20%以上。

目前，林源储能可提高电解液的浓度3%以上；具有高纯度和高稳定性；最高使用温度可达50℃；且已掌握全钒液流电池电解液的生产和电解液钒回收技术。

在潜心研发核心技术、产品的同时，林源储能也在积极面对全钒液流电池成本较高的“困境”。事实上，自2022年底以来，锂的成本已经下降约 80%，这确使液流电池储能发展进入了徘徊于“规模化难和成本高”之间难以逾越的“怪圈”。

巅峰表示，虽然目前与锂电相比全钒液流电池储能的成本不占优势，但由于电堆和储液罐采用物理分立，钒电池的功率和容量可以独立配置，因此自放电衰减极低。同等功率下放电时间越长，单位成本越低，经济效应越好。

“全钒液流储能技术，目前尚处于‘半大小子’的成长阶段，不论是技术迭代，还是产线的半自动化到自动化，以大幅提升产能，都需要时间。”闫渊坦言，“随着市场接受度的提升，我们相信这都会在不远的将来实现。”

任何一个行业的发展，都逃脱不了从“价格”到“价值”的转变，虽然这期间需要时间和实践的沉淀，但无论是市场，还是用户，最终都只会为“真正的高价值”买单。

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