瞻觀前沿

鐵基液流電池是一種儲(chǔ)能電池，能夠?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)化為化學(xué)能進(jìn)行儲(chǔ)存，然后在需要時(shí)再將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能釋放出來(lái)的設(shè)備。鐵基液流電池通過(guò)儲(chǔ)存電能來(lái)平衡電網(wǎng)負(fù)載，在能源需求高峰時(shí)段釋放儲(chǔ)存的電能，從而為電力系統(tǒng)提供穩(wěn)定的供電。因此，鐵基液流電池在實(shí)現(xiàn)可再生能源的平穩(wěn)供電、提高電網(wǎng)穩(wěn)定性方面具有重要的作用。

近日，美國(guó)能源部太平洋西北國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的團(tuán)隊(duì)在一種新的電池設(shè)計(jì)中，創(chuàng)新性地將水處理設(shè)施中使用的一種常見(jiàn)化學(xué)品用于大規(guī)模儲(chǔ)能。該設(shè)計(jì)為造出安全、經(jīng)濟(jì)的水基液流電池開(kāi)辟了新途徑，同時(shí)該電池由儲(chǔ)備豐富的材料制成，為將風(fēng)能和太陽(yáng)能等間歇性能源納入國(guó)家電網(wǎng)提供了可能。目前，相關(guān)研究成果已發(fā)表在最新的《自然·通訊》上。

此次實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的新鐵基電池，在連續(xù)1000次充電循環(huán)中表現(xiàn)出顯著的循環(huán)穩(wěn)定性，同時(shí)保持其最大容量的98.7%。相比之下，先前類(lèi)似鐵基電池在更少的充電周期內(nèi)，充電容量會(huì)下降兩個(gè)數(shù)量級(jí)。

這種鐵基液流電池將能量?jī)?chǔ)存在一種獨(dú)特的液體化學(xué)物質(zhì)中，稱(chēng)為含氮三膦酸酯、次氮基三甲基膦酸(NTMPA)。該物質(zhì)能將帶電鐵與中性pH值的磷酸鹽基液體電解質(zhì)或能量載體相結(jié)合。至關(guān)重要的是，該物質(zhì)在工業(yè)上可大量獲得，因?yàn)樗ǔ１凰幚韽S(chǎng)用于抑制腐蝕。

（圖片來(lái)源：攝圖網(wǎng)）

技術(shù)價(jià)值觀察

儲(chǔ)能電池產(chǎn)業(yè)鏈可分為上游原材料及設(shè)備、中游儲(chǔ)能系統(tǒng)及集成、下游電力系統(tǒng)儲(chǔ)能應(yīng)用。儲(chǔ)能電池上游的原材料主要包括正極材料、負(fù)極材料、電解液、隔膜以及結(jié)構(gòu)件等;上游的集成系統(tǒng)設(shè)備主要包括涂布機(jī)、攪拌機(jī)等。產(chǎn)業(yè)鏈中游主要為儲(chǔ)能系統(tǒng)的集成與制造，對(duì)于一個(gè)完整的儲(chǔ)能系統(tǒng)，一般包括電池組、電池管理系統(tǒng)(BMS)、能量管理系統(tǒng)(EMS)以及儲(chǔ)能變流器(PCS)四大組成部分。產(chǎn)業(yè)鏈下游的應(yīng)用場(chǎng)景主要發(fā)電側(cè)、電網(wǎng)側(cè)和用戶(hù)側(cè)的電力系統(tǒng)儲(chǔ)能。

美國(guó)能源部太平洋西北國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的團(tuán)隊(duì)在一種新的電池設(shè)計(jì)中，創(chuàng)新性地將水處理設(shè)施中使用的一種常見(jiàn)化學(xué)品用于大規(guī)模儲(chǔ)能，該技術(shù)處于處于儲(chǔ)能電池產(chǎn)業(yè)鏈的中游環(huán)節(jié)。

宏觀市場(chǎng)觀察

全球儲(chǔ)能電池出貨量快速增長(zhǎng)

全球電化學(xué)儲(chǔ)能裝機(jī)規(guī)模的持續(xù)上漲帶動(dòng)儲(chǔ)能電池出貨量上漲，根據(jù)EVTank披露的數(shù)據(jù)，2014-2022年，全球儲(chǔ)能電池(主要為儲(chǔ)能鋰離子電池)出貨量增長(zhǎng)速度較快，2022年，全球儲(chǔ)能鋰離子電池總體出貨量為159.3GWh，同比增長(zhǎng)140.3%。2023年上半年，全球儲(chǔ)能電池出貨量達(dá)到110.2GWh，同比增長(zhǎng)73.4%，

儲(chǔ)能電池產(chǎn)能快速擴(kuò)張改善供需情況 但需警惕產(chǎn)能過(guò)剩情況

面對(duì)儲(chǔ)能電池龐大的市場(chǎng)需求，電池廠(chǎng)商紛紛發(fā)布擴(kuò)產(chǎn)規(guī)劃，繼續(xù)新建或擴(kuò)建儲(chǔ)能電池項(xiàng)目，儲(chǔ)能電池產(chǎn)能投資布局加速。根據(jù)CNESA披露的數(shù)據(jù)，2023年我國(guó)儲(chǔ)能電池產(chǎn)能擴(kuò)建項(xiàng)目投資額達(dá)3340.38億元。

隨著儲(chǔ)能電池產(chǎn)能投資布局加速，我國(guó)儲(chǔ)能電池產(chǎn)能也快速擴(kuò)張。截至2023年底，我國(guó)儲(chǔ)能電池已投產(chǎn)產(chǎn)能達(dá)到488GWh，同比增長(zhǎng)201%。未來(lái)我國(guó)儲(chǔ)能電池行業(yè)供需不平衡的狀況將會(huì)得到改善，但需警惕過(guò)度擴(kuò)產(chǎn)將導(dǎo)致的產(chǎn)能過(guò)剩局面。

中國(guó)儲(chǔ)能電池行業(yè)市場(chǎng)份額

從中國(guó)儲(chǔ)能電池企業(yè)市場(chǎng)份額來(lái)看，寧德時(shí)代依然位列第一，市場(chǎng)占比約28%;比亞迪和億緯鋰能分別位列第二和第三，市場(chǎng)占比分別為20%、6%;市場(chǎng)份額排名前十的儲(chǔ)能電池廠(chǎng)商還包括國(guó)軒高科、鵬輝電源、瑞浦能源、派能科技、南都電源、中天儲(chǔ)能、遠(yuǎn)景能源。

中國(guó)儲(chǔ)能電池技術(shù)賽道熱力圖

根據(jù)產(chǎn)業(yè)熱力圖顯示，與儲(chǔ)能電池關(guān)鍵技術(shù)強(qiáng)關(guān)聯(lián)的城市集群主要集中在華東和華中地區(qū)，并且以湖南省為重點(diǎn)發(fā)展區(qū)域，未來(lái)布局儲(chǔ)能電池技術(shù)及其他效果技術(shù)的發(fā)展路徑，極大可能性在于華中地區(qū)優(yōu)先導(dǎo)入，其中可重點(diǎn)關(guān)注湖南省長(zhǎng)沙市開(kāi)福區(qū)、安徽省合肥市蜀山區(qū)、上海市奉賢區(qū)所處儲(chǔ)能電池的相關(guān)企業(yè)，以及該地方對(duì)于儲(chǔ)能電池的產(chǎn)業(yè)發(fā)展投資環(huán)境、供給市場(chǎng)的潛力空間。

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