什麼是“液流電池”？一文說清

2026年是“十五五”開局之年，正是將這些宏觀“規劃圖”細化爲可行“施工圖”的關鍵階段。在這個過程中，我們會頻繁遇到一系列聽起來專業又前沿的“科技名詞”，比如“綠色供應鏈”“清潔低碳氫”等。這些術語並非空洞的概念，它們背後折射的是未來幾年科技突破、產業轉型與生活演進的真實方向。

那麼，這些詞究竟意味着什麼？它們將如何具體地改變我們的日常？今天，就讓我們走進“液流電池”這個名詞。

什麼是液流電池？

液流電池（flow battery）是一種新型可充電電池，其能量儲存在電解質溶液中，通過電解質在電池內部的流動與電極反應實現能量的存儲與釋放。液流電池有多種類型，其中，全釩液流電池被認爲是現階段最成熟的液流電池類型，已經進入了商業化階段。

圖示1 液流電池結構示意圖

屬性特點：液流電池具有可調節的能量容量、長循環壽命和較高的安全性等特點，適用於大規模儲能系統、可再生能源調度、電網調頻等領域。

液流電池的分類信息

液流電池的主要類型與優勢

液流電池是一種特殊類型的可充電電池，其基本結構包括電解液儲罐、電泵、反應堆、膜電極組件和電極等部分，電解液通常由含有可逆氧化還原對的溶液組成。

和傳統電池不同，這種電池的能量不是存儲在固態的電極材料中，而是儲存在電解質溶液中。液流電池的基本原理是通過電解質在電池內部的流動與電極反應實現能量的存儲與釋放。在充電過程中，電解質中的活性物質在電極上發生還原反應，吸收電子並儲存能量；在放電過程中，活性物質發生氧化反應，釋放電子並釋放能量。

液流電池的主要類型包括全釩液流電池、鐵鉻液流電池、鋅溴液流電池等。其中，全釩液流電池採用釩離子作爲電解質的活性物質，具有本徵安全、長壽命和容量功率解耦等優勢，目前已經成爲大規模儲能技術中最有發展前景的技術之一；鐵鉻液流電池採用鐵和鉻的氧化還原對作爲電解質的活性物質，鋅溴液流電池採用鋅和溴的氧化還原對作爲電解質的活性物質，二者電解液成本較低。

總的來說，液流電池的優勢主要體現在三個方面。

第一，它的能量容量與電解質的體積成正比，可以通過增加電解質儲罐的容量來擴展電池的能量容量。第二，液流電池的循環壽命較長，這使得它非常適合於需要頻繁充放電的應用場景。第三，液流電池還具有較高的安全性，因爲其使用的電解質通常是水溶性的，不易燃。

然而，液流電池的發展同樣面臨着一些挑戰。電解質的穩定性、電極材料的導電性和膜的選擇性等方面，都在一定程度上影響了液流電池的性能。爲了克服這些挑戰，研究人員正在開發新型的電解質和電極材料，並不斷優化電池的結構和設計。

近年來，我國政府也陸續出臺了一系列政策，推動液流電池規模化、產業化、市場化發展。2022年2月，國家發改委和國家能源局聯合發佈《“十四五”新型儲能發展實施方案》，將百兆瓦級液流電池技術納入“十四五”新型儲能核心技術裝備攻關重點方向之一。

2024年9月，國家發改委、國家能源局、國家數據局三部門印發的《加快構建新型電力系統行動方案（2024—2027年）》，提出探索建設一批液流電池等多種技術路線的儲能電站。

液流電池的應用領域及發展前景

隨着“雙碳”目標的提出和能源結構調整的加速，新能源發電的裝機量持續攀升，進而推動了儲能需求的快速增長。液流電池因其獨特的結構和工作原理，在大規模儲能系統中具有廣泛的應用前景。

在電網調頻方面，液流電池可以快速響應電網負荷的變化，提供必要的調節能力，確保電網的穩定運行。液流電池還可以與風能、太陽能等可再生能源系統結合，實現能源的儲存和調度，提高可再生能源的利用效率。

在可再生能源調度方面，液流電池可以將多餘的可再生能源儲存起來，在能源需求高峯時釋放，平衡能源供需，提高能源系統的可靠性和經濟性。

隨着液流電池技術的不斷髮展，其在能量密度、循環壽命和成本等方面取得了顯著進展。未來，隨着材料科學、電化學和工程技術的不斷進步，液流電池有望在更多領域得到應用。

中國在液流電池，尤其全釩液流電池方向上投入巨大，目前已實現多個GW級項目投產（如新疆200 MW項目），並在釩電池製造和電解質供應鏈上佔據優勢。但其發展也面臨諸多瓶頸：系統成本仍偏高，循環壽命和能量密度需進一步強化，核心組件標準體系尚在建設中。

圖示2 全釩液流電池儲能系統結構示意圖

液流電池的綠色應用難點

首先，液流電池的生產和回收過程可能涉及環境污染和資源浪費等問題。雖然液流電池使用的電解質通常是水溶性的，但其生產和回收過程仍可能對環境造成影響。如全釩液流電池的核心材料五氧化二釩本身被列爲高毒化學品，對人體多個系統具有潛在危害，含有強酸（通常爲硫酸）的電解液一旦泄漏，其強酸性和含釩特性可能對土壤、水體造成嚴重污染。因此，在液流電池的生產和回收過程中，需要採取有效的措施，減少對環境的影響，確保其可持續發展。

其次，液流電池的技術發展可能導致資源和利益的不均衡分配。液流電池的研發和產業化可能需要大量的投資和技術支持，可能導致技術和資源的集中，影響公平競爭和利益分配。

最後，液流電池的安全性和可靠性仍需進一步驗證。雖然液流電池在理論上具有較好的安全性，但其在實際應用中的表現仍需通過大量的測試和驗證。因此，在液流電池的研發和應用過程中，需要加強安全性和可靠性的研究，確保其在各個領域的安全應用。

參考文獻

[1] 謝聰鑫,鄭瓊,李先鋒,等.液流電池技術的最新進展[J].儲能科學與技術

[2] 《液流電池儲能產業研究白皮書2025》許曉璇,張長昆,李先鋒.面向長時儲能的液流電池儲能技術:發展,挑戰及未來展望[J].科學通報,2025(9).

[3] 科技日報：液流電池會是電動汽車未來選擇嗎？http://www.kepu.gov.cn/community/2024-11/07/content_254844.html

rocess[EB/OL]．Sustainable Energy Research & Development，[2025-07-03]. https://taylorenergy.org/fischer-tropsch-alliance/

策劃製作

作者丨劉 語 中國科學院工程熱物理所研究員 長時規模儲能重點實驗室副主任

審覈丨路瑞剛 中國汽車工程學會科普文化與傳播部部長

責編丨王夢如

審校丨徐來 張林林