液流电池——储能大家族中的中坚力量
在储能大家族中，按照技术类型划分，主要包括物理储能和化学储能。各种储能技术具有不同的技术特点和应用领域。物理储能主要包括抽水储能、压缩空气储能。这两种储能技术具有规模大、寿命长、安全可靠、运行费用低的优点，建设规模一般在百兆瓦级以上，储能时长从几小时到几天。其中抽水储能是目前在电力系统中应用最为广泛的储能方式，全球总装机容量达127吉瓦，占储能总装机容量的99%。但两种储能方式都需要特殊的地理条件和配套设施，建设的局限性较大。化学储能相比于物理储能具备系统简单、安装便捷以及运行方式灵活等优点，建设规模一般在千瓦～百兆瓦级别，液流电池、锂电池、钠硫电池、铅炭电池是目前电力系统用储能的主流技术。
液流电池是由美国科学家thallerl.h.（nasalewisresearchcenter）于1974年提出的一种电化学储能技术。液流电池是通过活性物质发生氧化还原反应来实现电能和化学能的相互转化。充电时，正极发生氧化反应，活性物质价态升高；负极发生还原反应，活性物质价态降低。放电时则正好相反，正极发生还原反应，活性物质价态降低；负极发生氧化反应，活性物质价态升高。与传统二次电池直接采用活性物质做电极不同，液流储能电池的电极均为惰性电极，只为电极反应提供反应场所，活性物质通常以离子状态存储于电解液中。正极和负极电解液分别装在两个储罐中，通过送液泵实现电解液在管路系统中的循环。运行过程中，全液态液流电池氧化还原反应表现为离子价态的变化，沉积型液流电池表现为金属的沉积与溶出。
从外观看，液流电池储能系统包括如下几部分：电堆单元，由正负电极和离子传导膜叠合而成单电池的集合体；电解液单元，包括含有活性物质的电解液，及用于电解液盛装和循环的储罐、管路、阀、泵、传感器等辅助部件；控制系统，包括用于管理整个系统的电池管理系统、功率变化单元等。就像汽车的发动机燃烧汽油发电，液流电池可通过在电堆里转化电解液发电。不同的是，电解液不会被消耗掉，能够进行往复充放电。
根据发生反应的电对不同，液流电池可以分为：全钒液流电池、锌溴液流电池、多硫化钠/溴液流电池、锌/镍液流电池、铁/铬液流电池、钒/多卤化物液流电池、锌/铈液流电池、半液流电池。虽然各自的电化学体系不同，但都具备以下特点：
1.功率和容量相互独立，输出功率由电池模块的大小和数量决定，储能容量由电解液的浓度和体积决定，故可实现功率与容量的独立设计；
2.能量转化效率高，启动速度快；
3.具有很强的过载能力和深度放电能力；
4.部件多为廉价的碳材料、工程塑料，材料来源丰富，易于回收。
不同的液流电池又各具特点。其中，全钒液流电池正负极活性物质都是钒离子，只是价态不同，具有更安全、寿命更长、效率更高的优势，是目前应用最广，最具产业化前景的液流电池，已经成为液流电池家族中的掌门人，具有高安全性、长寿命、高可靠性、绿色环保等优点，吸引了政府和电力行业的高度关注。
