【正文】 硫電池因此前國外出現(xiàn)過兩次事故而被放棄。由于可再生能源的不連續(xù)性和不穩(wěn)定性，要合理開發(fā)可再生能源必須要有配套的儲能調(diào)峰技術(shù)以及智能電網(wǎng)技術(shù)。 10 第二章 液流釩電池儲能系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)化開發(fā)項目建設(shè)的前景及必要性 項目背景 新能源已經(jīng)成為國家能源發(fā)展戰(zhàn)略中的重要組成部分，截至 2021 年，我國新能源發(fā)展已經(jīng)走在世界的前列，光伏產(chǎn)品產(chǎn)量世界第一，風(fēng)電裝機(jī)容量世界第一，可再生能源發(fā)電在我國的發(fā)展已經(jīng)到了瓶頸階段。 經(jīng)濟(jì)及社會效益 本項目依托中國工程物理研究 院，解決了釩電池產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)中的核心技術(shù)，經(jīng)濟(jì)效益顯著。建成具備 1000兆瓦以上生產(chǎn)能力的生產(chǎn)線及配套生產(chǎn)線（企業(yè)）。 項目總投資及資金來源 項目總投資 28 億人民幣，分三期投入 。項目實行目標(biāo)責(zé)任制，建立完善 9 技術(shù)管理機(jī)制及嚴(yán)格的開發(fā)考核機(jī)制，對項目負(fù)責(zé)人實行授權(quán)管理：即制訂詳細(xì)的項目進(jìn)度，經(jīng)費(fèi)安排。 建設(shè)工期 2021年 8月到 2021年 12 月。 項目建設(shè)方案 項目建設(shè)分三期，第一期建成具備 50 兆瓦液流釩電池儲能系統(tǒng)生產(chǎn)能力的生產(chǎn)線；第二期建成具備 500 兆瓦液流釩電池儲能系統(tǒng)及相配套的電解液、電堆、隔膜生產(chǎn)能力的生產(chǎn)線；第三期建成“中國釩電池產(chǎn)業(yè)園”，入駐企業(yè) 100家，將液流釩電池儲能系統(tǒng)的生產(chǎn)能力擴(kuò)大到 1000兆瓦以上。 ，當(dāng)前優(yōu)先發(fā)展的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化重點(diǎn)領(lǐng)域指南（ 2021年度）中包括釩電池儲能內(nèi)容摘要如下： 【五、先進(jìn)能源 6動力電池及儲能電池高性能鋰離子電池正極材料、隔膜材料、電解質(zhì)材料制備技術(shù)，大容量鋰動力電池成組 技術(shù)與設(shè)備、電池管理系統(tǒng)設(shè)計與生產(chǎn)，大容量鈉硫電池模塊制備、儲能系統(tǒng)、電網(wǎng)接入系統(tǒng)與控制技術(shù)，全釩液流儲能電池制備、電池系統(tǒng)設(shè)計、集成與運(yùn)行控制技術(shù)，質(zhì)子交換膜燃料電池及關(guān)鍵材料制備技術(shù)，直接醇類燃料電池，中低溫固體氧化物燃料電池及微型燃料電池。 2021年 12月國家能源局文件《國家能源科技 “ 十二五 ” 規(guī)劃》（ 2021年 ~2021年）第 70 頁【 Z16】 大容量快速儲能裝置（ 6） Mw 級液流儲能電池系統(tǒng)目標(biāo)：研制 20Kw 級 8 液流儲能電池模塊，集成。 可行性研究報告的編制依據(jù) “十一五”科學(xué)技術(shù)發(fā)展規(guī)劃，第三章重點(diǎn)任務(wù)第 2條第（ 1）部分，優(yōu)先發(fā)展能源、資源與環(huán)境保護(hù)技術(shù)。電堆密封問題的解決，大大提高了釩電池的 穩(wěn)定性和使用壽命；復(fù)合導(dǎo)電板以及一體化極板技術(shù)均屬國內(nèi)外首創(chuàng)，這兩項技術(shù)的突破，對提高液流釩電池電堆性能以及穩(wěn)定性具有重要意義；電解液生產(chǎn)工藝的解決，降低了電解液的生產(chǎn)成本，減少了對原材料以及能源的消耗，提高了生產(chǎn)效率。針對液流釩電池的技術(shù)特點(diǎn)，設(shè)計并開發(fā)了包括流量、溫度、液位、電壓、電流等各種參數(shù)的監(jiān)測及自動化控制管理系統(tǒng)，開發(fā)了多個電堆之間的聯(lián)接及管理技術(shù)。 系統(tǒng)集成及電池管理技術(shù) 作為大容量、大功率儲能系統(tǒng)，必須要有多個電池之間的聯(lián)接。改進(jìn)后的方法降低了釩溶液處理成本，同時保證了釩溶液的質(zhì)量，使正、負(fù)極電解液能很好的匹配，大大提高了電堆性能。此前釩電解液只能用化學(xué)方法進(jìn)行處理。同時，采用單邊進(jìn)出液、兩端進(jìn)出液、中間進(jìn)出液等多種進(jìn)出液方式，方便根據(jù)場地進(jìn)行多堆連接，完成系統(tǒng)集成。 模塊電堆內(nèi)部流道結(jié)構(gòu)直接關(guān)系到電解液在電極上的交換速度與分布均勻性，通過流道尺寸以及流道結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，控制適宜的 流量，盡可能避免了電極反應(yīng)死角，提高電化學(xué)反應(yīng)交換速度，提高了電堆的比功率。 模塊電堆密封技術(shù)是釩電池長期運(yùn)行最基本的可靠性保障，也是釩電池最常見的技術(shù)問題。 電極是釩電池發(fā)生反應(yīng)的唯一場所，是釩電池關(guān)鍵組件之一。該項技術(shù)徹底解決了雙極板組件內(nèi)部的導(dǎo)電板兩面的電解液密封問題，減少了 50%的密封環(huán)節(jié)，提高雙極板可靠性，簡化了生產(chǎn)工序，降低了生產(chǎn)成本。該項技術(shù)目前在國內(nèi) 外還沒有報道，屬于完全自主技術(shù)，已申請專利。 cm，厚度不超過 3mm，生產(chǎn)工藝簡單，原材料成本低，易于產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。設(shè)計了超聲分散工藝、真空浸漬工藝、模壓工藝、氣檢、水檢工藝等，采用一次性混料模壓成型的工藝，提高了復(fù)合導(dǎo)電板抗?jié)B漏性能和撿漏合格率。通過對各種種類的導(dǎo)電填料進(jìn)行比較和優(yōu)選，選定優(yōu)質(zhì)碳黑和碳纖維（網(wǎng)狀）作為導(dǎo)電填料，樹脂料作為基體。石墨板雖然導(dǎo)電性能很好，但是通過多次實踐證明，石墨板在釩電池正極易發(fā)生電化學(xué)腐蝕現(xiàn)象，導(dǎo)致石墨板表層松軟、變形、穿孔等現(xiàn)象。 ? 導(dǎo)電粒子完全不連續(xù)，導(dǎo)電顆粒間的聚合物隔離層較厚，是電的絕緣層，相當(dāng)于電容器的效應(yīng)，導(dǎo) 電性最差。導(dǎo)電塑料板內(nèi)部的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)可分為三種情況： ? 導(dǎo)電顆粒完全連續(xù)的相互接觸形成電流通路，這是最 5 理想情況，導(dǎo)電性能最好。導(dǎo)電塑料板基本都是采用高分子基體材料，一 般為 PE、 PP等絕緣熱塑性樹脂，通過添加導(dǎo)電粉體填料，如金屬粉末、碳粉、碳纖維（短纖）等，采用高溫注塑工藝生產(chǎn)導(dǎo)電塑料板。通過十多年的研究，已經(jīng)突破了以下關(guān)鍵技術(shù)。項目第一期全部建成后，將具備年生產(chǎn) 50 兆瓦液流釩電池儲能系統(tǒng)的生產(chǎn)能力。 2021 年，建立了國內(nèi)第一套 4千瓦太陽能光伏發(fā)電用釩電池儲能系統(tǒng)示范工程，該套系統(tǒng)參加深圳市第九屆中國國際高新技術(shù)成果交易會，獲得優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品獎； 2021年，與上海電力合作 ，在上海市崇明島建立了國內(nèi)第一套應(yīng)用于光伏發(fā)電并網(wǎng)調(diào)峰的 10 千瓦釩電池調(diào)峰示范系統(tǒng)，并參與上海世博會期間的展出，獲參觀的相關(guān)國家領(lǐng)導(dǎo)人好評； 2021 年，在攀枝花建立了 無人值守 5Kw 太陽能發(fā)電釩電池儲能的離網(wǎng)示范系統(tǒng) ，連續(xù)運(yùn)行至今，使用效果良好； 2021年，在攀枝花建立了無人值守 20Kw太陽能發(fā)電釩電池調(diào)峰 抽水灌林示范工程，灌林實用效果顯著，運(yùn)行至今，受到地方政府與人民的高度評價。 2021 年院軍轉(zhuǎn)民【 2021】 15 號，《離網(wǎng)儲能用釩電池系統(tǒng)工程化開發(fā)》。 2021年上海電力公司提供 10千瓦釩液流電池儲能系統(tǒng)示范工程。 2021 年四川省第二批應(yīng)用技術(shù)研究與開發(fā)項目《高效環(huán)保液流釩電池儲能系統(tǒng)》，項目編號 2021GZ0085。 2021 年院軍轉(zhuǎn)民項目《液流釩電池儲能系統(tǒng)示范工程》，編號 JM20210320。 2021 年中國工程物理研究院科學(xué)技術(shù)基金軍轉(zhuǎn)民項目《電解液研究》，編號 20210543。 項目研發(fā)過程中承擔(dān)的主要項目包括： 1995 年國家財政部項目《釩電池研究與開發(fā)》。電堆充放電電流密度可以達(dá)到 120mA/cm2以上 ,綜合技術(shù)指標(biāo)達(dá)到了國內(nèi)領(lǐng)先、國際先進(jìn)水平。 2 表 11 專 利一覽表 序號 專利名稱 授權(quán)號 專利類型 備注 1 一種液流電池復(fù)合導(dǎo)電塑料集流體的制備方法 CN100550486C 發(fā)明專利 已授權(quán) 2 一種全釩液流電池用電解液的制備方法 CN101521292B 發(fā)明專利 已授權(quán) 3 一種低電阻導(dǎo)電塑料及其制備方法 CN101525468B 發(fā)明專利 已授權(quán) 4 液流電池用一體化雙極板 CN202601781U 實用新型專利 已授權(quán) 5 液流電池用一體化端極板 CN202905873U 實用新型專利 已授權(quán) 6 一種低電阻率復(fù)合導(dǎo)電板及其制備方法 CN102643515A 發(fā)明專利 公告期 7 止回液流電池 2021205193561 實用新型專利 已受理 8 管道電解液檢測裝置 202120519416X 實用新型專利 已受理 9 漏液監(jiān)測裝置 2021205196964 實用新型專利 已受理 10 液流電池蓄電量監(jiān)測裝置 2021205194193 實用新型專利 已受理 11 水壓測試機(jī) 2021205192037 實用新型專利 已受理 12 檢漏機(jī) 2021205208247 實用新型專利 已受理 13 檢漏裝置 2021205208675 實用新型專利 已受理 已完成的研發(fā)工作及中試情況 中物院電子工程研究所從 1995年率先在國內(nèi)開始釩電池的研制。四川中物電新能源科技（集團(tuán)）有限公司與中物院電子工程研究所合作（知識產(chǎn)權(quán)入股） ,所有專利已轉(zhuǎn)入四川中物電新能源科技（集團(tuán)）有限公司，以后取得的研究成果歸四川中物電新能源科技（集團(tuán)）有限公司所有。 中物院電子工程研究所已獲得多項專利權(quán)，如表 1所示。具有大功率、大容量、長壽命的特點(diǎn)，能廣泛應(yīng)用于各種中大型儲能、調(diào)峰領(lǐng)域。 《中國工程物理研究院軍轉(zhuǎn)民高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)鏈規(guī)劃》液流釩電池儲能系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)化開發(fā)項目 中國工程物理研究院電子工程研究所 四川中物電新能源科技有限公司 成都中物電新能源科技有限公司 四川鴻恒旗實業(yè)有限公司 1 目錄 第一章 液流釩電池儲能系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)化開發(fā)項目總論 ....................... 1 項目的基本情況 ....................................................................................................... 1 已完成的研發(fā)工作及中試情況 ............................................................................... 2 技術(shù)或工藝特點(diǎn) ....................................................................................................... 4 該重大關(guān)鍵技術(shù)的突破對行業(yè)技術(shù)進(jìn)步的重要意義和作用 ............................... 7 項目承辦單位 ........................................................................................................... 7 可行性研究報告的編制依據(jù) ................................................................................... 7 項 目建設(shè)方案 ............................................................................................................ 8 項目總投資及資金來源 ........................................................................................... 9 經(jīng)濟(jì)及社會效益 ........................................................................................................ 9 第二章 液流釩電池儲能系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)化開發(fā)項目建設(shè)的前 景及必要性 ........................................................................................... 10 項目背景 ................................................................................................................. 10 國內(nèi)外現(xiàn)狀和技術(shù)發(fā)展趨勢 ................................................................................. 11 對產(chǎn)業(yè)發(fā)展的作用與影響，產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)度分析，市場分析 .................................. 12 與國家高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化專項總體思路、原則、目標(biāo)等關(guān)聯(lián)情況 ..................... 14 第三章 液流釩電池儲能系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)化開發(fā)項目承辦單位 概況 ....... 16 基本情況 ................................................................................................................. 16 主要股東情況 ......................................................................................................... 16 項目主要負(fù)責(zé)人 ..................................................................................................... 16 第四章 液流釩電池儲能系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)化開發(fā)項目產(chǎn)品市場 分析 ....... 18 總體目標(biāo)市