液流電池——儲能大家族中的中堅力量
在儲能大家族中，按照技術類型劃分，主要包括物理儲能和化學儲能。各種儲能技術具有不同的技術特點和應用領域。物理儲能主要包括抽水儲能、壓縮空氣儲能。這兩種儲能技術具有規模大、壽命長、安全可靠、運行費用低的優點，建設規模一般在百兆瓦級以上，儲能時長從幾小時到幾天。其中抽水儲能是目前在電力系統中應用最為廣泛的儲能方式，全球總裝機容量達127吉瓦，占儲能總裝機容量的99%。但兩種儲能方式都需要特殊的地理條件和配套設施，建設的局限性較大。化學儲能相比于物理儲能具備系統簡單、安裝便捷以及運行方式靈活等優點，建設規模一般在千瓦～百兆瓦級別，液流電池、鋰電池、鈉硫電池、鉛炭電池是目前電力系統用儲能的主流技術。
液流電池是由美國科學家thallerl.h.（nasalewisresearchcenter）于1974年提出的一種電化學儲能技術。液流電池是通過活性物質發生氧化還原反應來實現電能和化學能的相互轉化。充電時，正極發生氧化反應，活性物質價態升高；負極發生還原反應，活性物質價態降低。放電時則正好相反，正極發生還原反應，活性物質價態降低；負極發生氧化反應，活性物質價態升高。與傳統二次電池直接采用活性物質做電極不同，液流儲能電池的電極均為惰性電極，只為電極反應提供反應場所，活性物質通常以離子狀態存儲于電解液中。正極和負極電解液分別裝在兩個儲罐中，通過送液泵實現電解液在管路系統中的循環。運行過程中，全液態液流電池氧化還原反應表現為離子價態的變化，沉積型液流電池表現為金屬的沉積與溶出。
從外觀看，液流電池儲能系統包括如下幾部分：電堆單元，由正負電極和離子傳導膜疊合而成單電池的集合體；電解液單元，包括含有活性物質的電解液，及用于電解液盛裝和循環的儲罐、管路、閥、泵、傳感器等輔助部件；控制系統，包括用于管理整個系統的電池管理系統、功率變化單元等。就像汽車的發動機燃燒汽油發電，液流電池可通過在電堆里轉化電解液發電。不同的是，電解液不會被消耗掉，能夠進行往復充放電。
根據發生反應的電對不同，液流電池可以分為：全釩液流電池、鋅溴液流電池、多硫化鈉/溴液流電池、鋅/鎳液流電池、鐵/鉻液流電池、釩/多鹵化物液流電池、鋅/鈰液流電池、半液流電池。雖然各自的電化學體系不同，但都具備以下特點：
1.功率和容量相互獨立，輸出功率由電池模塊的大小和數量決定，儲能容量由電解液的濃度和體積決定，故可實現功率與容量的獨立設計；
2.能量轉化效率高，啟動速度快；
3.具有很強的過載能力和深度放電能力；
4.部件多為廉價的碳材料、工程塑料，材料來源豐富，易于回收。
不同的液流電池又各具特點。其中，全釩液流電池正負極活性物質都是釩離子，只是價態不同，具有更安全、壽命更長、效率更高的優勢，是目前應用最廣，最具產業化前景的液流電池，已經成為液流電池家族中的掌門人，具有高安全性、長壽命、高可靠性、綠色環保等優點，吸引了政府和電力行業的高度關注。
