天府储能曾义凯教授团队发表钒电池容量在线恢复研究成果

四川天府储能科技有限公司首席科学家曾义凯教授所领导的科研团队在储能领域国际权威期刊《Journal of Energy Storage》发表最新研究成果：用于钒电池容量恢复的氢钒再平衡电池。该成果将有助于实现钒电池容量的在线快速恢复。  全钒液流电池（VRFB）作为目前商业化最成功的液流电池，是最有前景的大规模储能方式之一。全钒液流电池安全性高、响应速度快、循环寿命长，使其非常适合大规模长时储能的应用场景。然而在长期运行后，析氢副反应使得电池产生容量衰减，同时会在负极电解液罐顶部累积一定的氢气从而存在潜在的安全隐患。因此，消除析氢反应带来的安全风险和容量衰减问题是保证VRFB系统长期安全可靠运行的关键。  Figure 1 (a)和(d)分别为不同氢气流速下PFSA-HVRC的极化曲线和EIS曲线；(b)和(e) 分别为不同电解液流速下PFSA-HVRC的极化曲线和EIS曲线；(c)和(f) 分别为不同电解液SOC下PFSA-HVRC极化曲线和EIS曲线  本工作拟采用氢钒再平衡电池（HVRC）解决上述问题，HVRC以VRFB正极电解液罐中VO2+/VO2+作为阴极活性物质和负极电解液罐产生的低浓度氢气作为阳极的反应物。实验研究发现，基于PFSA膜的HVRC在极低浓度氢气下运行表现出极佳的电化学再平衡性能。如Figure 1所示，在4%的氢气浓度下，气体流速在60sccm以上就可有效降低阳极物质传输阻力，并且阴极电解液流速在3 mL min cm-2以上，SOC在30%以上即可保持阴极较低的极化损失。宽泛的运行条件范围表明，氢钒再平衡电池在VRFB系统中的高度适用性。Figure 2 不同膜的物理特性，(a) 面电阻及质子电导率；(b) 钒离子渗透率以及离子选择性  然而，PFSA膜较差的离子选择性导致HVRC阴极钒离子穿透隔膜，并可能腐蚀HVRC阳极铂电极，从而影响HVRC运行的稳定性。本工作通过离线的物理特性测试筛选具有高离子选择性的质子交换膜。如Figure 2所示，相比于PFSA膜，PBI膜表现出优秀的离子选择性。ABPBI膜是常见PBI种类中离子选择性最佳的，ABPBI膜的离子选择性是PFSA膜的14.25倍，是mPBI膜的1.22倍。因此ABPBI膜可能是代替PFSA膜在HVRC应用中更好的选择。  Figure 3 (a) 100 h耐久性实验后阳极洗气瓶中钒和铂含量；(b) 使用SEM-EDS表征GDE表面各元素的原子百分比；(c) PFSA膜和 (d) ABPBI膜长期运行后的状态  在此基础上，本工作进一步探究了PFSA-HVRC和ABPBI-HVRC的长期运行稳定性。100h运行测试结果表明，如Figure 3所示，ABPBI膜在HVRC中的应用显著减少了钒离子跨膜交叉，更有效地抑制了催化剂的腐蚀和钒离子的流失。另外，相比于加湿工况，在不加湿工况下的ABPBI-HVRC进一步降低了钒离子交叉。  同时，运行过程中，PFSA-HVRC和ABPBI-HVRC存在不同的衰减机制。PFSA膜在HVRC应用中存在局限性和矛盾性，具体表现在：不加湿条件下，PFSA-HVRC的运行不稳定且膜电导率下降，而在加湿条件下，钒离子的交叉污染和铂的溶解量明显提高。  Figure 4 (a) ABPBI-HVRC在超过100h运行的内阻变化；(b) ABPBI-HVRC间歇运行实验各时间段的电池欧姆电阻；(c) ABPBI-HVRC间歇运行最后一个循环的极化曲线  如Figure 4a所示，ABPBI-HVRC在长时间连续运行后内阻趋于平衡。而在间歇运行中电池内阻在电池待机后降低至运行前水平，放电性能得以恢复，如Figure 4b所示。这验证了ABPBI-HVRC性能衰减的可恢复性，为之后的研究工作提供了指引。  综上所述，氢钒再平衡电池能完成有效地再平衡钒电池正负极荷电状态，并消除负极累积的氢气。高离子选择性的ABPBI膜代替PFSA膜能显著降低HVRC的钒离子交叉污染和铂催化剂的腐蚀。ABPBI-HVRC在不加湿和70 mA/cm2的电流密度工况下，以1.23的氢气供料比完成了100 h的稳定性测试。在间歇工况下ABPBI-HVRC能进一步增强其运行稳定性。基于ABPBI膜的氢钒再平衡电池在不加湿工况下的再平衡过程是VRFB系统容量恢复和氢气消除的有效途径。

北京绿钒与融保达集团签署钒电池储能产业战略合作协议

4月7日上午，北京绿钒与融保达集团就钒电池储能产业战略合作举行签约仪式，绿钒创始人、研究院院长胡波博士与融保达集团总裁韩彤进行合作签约。  绿钒将在融保达集团开发的新疆北屯绿色源网荷储一体化项目中提供一套完整的3MW/18MWh钒电池储能系统。未来，双方将继续发挥在市场、项目开发、产品制造、项目交付运营、资本运作等方面优势，协同发展，扎实推动潜在储能项目的落地及生产交付，共同推进零碳产业的发展进程。  北京融保达新能源科技集团有限公司专注零碳产业技术和清洁能源开发，新能源装机总容量超过32万千瓦，并已与中广核风电有限公司在新疆区域签署了3.2GW的新能源联合开发协议。子公司北京西融储能科技有限公司作为国内铁铬液流技术拥有方已在细分赛道形成技术优势，并在江苏、河南等地均建有研发和生产基地。  融保达集团董事长周山对绿钒在长时储能领域的行业地位和技术领先性给予了充分肯定，并期待双方在优质资源与先进技术方面的强强联合，以实现优势互补、合作共赢。  绿钒创始人、研究院院长胡波博士表示，全钒液流电池储能技术是实现双碳战略目标、构建新型电力系统的重要支撑性长时储能技术之一，未来几年将会有非常明确的商业化发展机会和快速落地、实施、交付大型的钒电池储能项目，对双方在市场端建立优势、在行业竞争中脱颖而出至关重要，此次合作将进一步发挥双方各领域优势，推动潜在储能项目的落地和生产交付，共同推进清洁能源产业的发展。  签约仪式后，双方就即将启动的新疆北屯绿色源网荷储一体化项目细节及方案进行了深入讨论。北京融保达集团董事长周山、北京西融总经理张文东、绿钒项目开发副总经理王建 、绿钒销售副总经理匡桢仁等双方代表参与签约仪式。

固态电池引爆涨停潮，集体回应来了！业内发声

被视为下一代动力电池的固态电池，近日成为市场关注的焦点。  这一切源于智己汽车联席CEO刘涛在社交平台中的发声，其提及的“超1000公里续航”“准900V超快充”的所谓固态电池，实则属于半固态电池。  在记者采访的业内人士看来，虽然行业内主流厂商正加大固态电池的攻关力度，但目前谈实际商业化还为时过早。  近日，A股多只固态电池概念股股价连续涨停。在3月27日晚间，丰山集团、科森科技等上市公司在异动公告中对“固态电池”业务进行澄清，而更多公司则在互动平台中予以回应。多数处在研发验证阶段  3月25日，智己联席CEO刘涛在微博上称，“智己L6将推出首个量产上车的超快充固态电池。”他尤其提到“准900V超快充固态电池”“实现超1000公里续航”等关键信息。  紧接着，在一天后，他与清陶能源联合创始人、总经理李峥进行了直播，介绍了该款固态电池。不过，根据直播间的内容，这款固态电池仍旧属于半固态电池，而且成本较目前的三元锂电池“略高”。  因此，这也引发了业内对上述表述“玩文字游戏”的质疑。不过，“固态电池装车商用”的消息却引起了二级市场的剧烈波动，不少概念股接连大涨。  其中，主营农药原药、制剂及农药中间体的丰山集团股价走出两连板。3月27日晚间，该公司发布异动公告称，其与南通全诺新能源材料科技有限公司共同投资设立丰山全诺，注册资本为1亿元。其中，上市公司认缴出资6600万元，占注册资本的66%。  丰山全诺主要从事电解液（锂盐、钠盐等）研发、生产、销售、技术服务等业务，目前电解液生产销售尚处于初期销售阶段，销售金额占公司营业收入不足0.5%。丰山集团称，其半固态电池电解液尚处于研究开发阶段，存在一定的不确定性。  同日，三连板的科森科技也发布公告称，近期关注到公司被列入固态电池概念股，经自查，公司不生产固态电池产品，主营业务为消费电子结构件、医疗器械结构件。  不过，该公司透露，其持有固态电池生产、研发企业清陶能源0.24%股份；同时，该公司为清陶能源的供应商，为清陶能源及其控制的公司提供电池周边结构件产品。2023年以来，上述业务形成收入74.57万元。  另有多家上市公司在互动平台上作出回应。其中，金龙羽表示，公司固态电池及其关键材料相关技术仍处于研发阶段，固态电池未来有望应用在消费类电子器件、新能源汽车等领域。  泰和新材也表示，公司相关产品正在半固态电池中进行验证；隆扬电子也表示，其复合铜箔的产品目前暂无应用于固态电池。多个难题尚需攻克  固态电池具有高能量密度、高安全性、循环寿命长等优势，被视为最具前景的下一代动力电池技术之一。  中邮证券在一份研报中提及，固态电池的变化主要在于电解液方面，从液态形态切换成了固态的电解质；正极将会采用能量密度更高的材料，如超高镍；负极会掺杂使用硅负极。快充方面的主要变化在于负极材料，通过进一步改性、碳包覆等形式实现材料性能的提升。  值得注意的是，宁德时代董事长曾毓群近期也公开提及固态电池。“目前固态电池有三条路线，所谓的氧化物路线、硫化物路线、聚合物路线，大家都在研究。”但曾毓群认为，固态电池的量产非常困难，尤其是在金属负极方面。  不过，目前多家国外厂商均提出固态电池商用的时间表。其中，日韩公司远期目标2028年量产，丰田计划2027年实现全固态电池装车，SKI计划2028年实现固态电池商业化。  而在国内方面，业内普遍认为全固态电池商业化时间点仍较远。“这几年，国内主要电池厂商都在技术攻关，但几个重点问题解决还需要时间，”国内某二线电池厂人士表示，其一是固态锂电池存在电解质内部界面、电极与电解质之间界面等界面问题，影响其循环性能和倍率性能；其二是固态电解质的离子电导率仍然普遍低于液态电解质，降低了电池的倍率性能和功率密度；其三是新型负极的开发仍需克服枝晶生长、孔隙形成等问题。  “而且怎么样降本是固态电池产业化的关键。”上述人士提及。  实际上，曾毓群也提到，“固态电池距离商品化还很远，但是宁德时代并非不重视这项技术，最近也加大了投入，希望未来在固态电池领域能做到首屈一指。”中国科学院院士、清华大学教授欧阳明高近期也表示，全固态电池预计在2030年有望实现产业化。半固态电池拐点已至  但对于半固态电池而言，业内的普遍看法是，半固态路线对于现有液态锂离子电池体系更迭小，被视作全固态的过渡路线。半固态电池供应链与现有供应链的重合度高，对产业链冲击有限。  实际上，智己并非是国内首个将半固态电池装车的新能源车企。在2023年12月，搭载卫蓝新能源150KWh半固态电池的蔚来ET7进行了续航测试，行驶里程1044公里。据悉，该电池采用固液混合电解质，能量密度为360Wh/kg。  另外，宁德时代也加大固态电池投入，其凝聚态电池能量密度最高可达500Wh/kg；辉能科技半固态电池生产线已正式投产，初期产能0.5GWh，最大产能可达2GWh，可实现12分钟充电80%，超1000公里续航，样品已送样至各新能源车企测试。  此外，国轩高科的能量密度260Wh/kg、160KWh的三元半固态电池包已经装车应用，其360Wh/kg三元半固态电池将在2024年量产。  在业内看来，半固态电池拐点已至，除了在新能源汽车上使用之外，还将优先在航空飞行器、医用、消费电子等高端场景开始商业化。

关于召开 2024 年度蓄电池分会会员大会的通知

300MWh！江苏布拉芙铅碳储能项目开工

3月29日，江苏恒能产业园300MWh铅碳储能项目(一期)布拉芙44.2MWh工程开工仪式在沭阳县隆重举行。本项目位于江苏省宿迁市沭阳县布拉芙纺织科技有限公司厂区内，拟在企业厂区空地布置额定功率5.44MW，额定容量44.2368MWh的储能电站一座。  江苏布拉芙纺织有限公司总经理曹建强、华夏智慧(浙江)能源有限公司副总经理兼中科先进(沭阳)新能源有限公司董事长江泳麟、长兴太湖能谷科技有限公司战略销售部总监兼江苏宏太数智常务副总吴月龙、山西安装华东区域公司总经理刘瑞峰、浙江长城工程监理有限公司常务副总经理管德文等共同出席仪式，并分别致辞。  华夏智慧(浙江)副总经理江泳麟在致辞中强调：在项目建设中务必坚持安全第一、质量第一，规范施工，全力推动项目建设提速提质增效，将布拉芙项目打造成精品工程、示范工程、标杆工程，为后续的项目开发提供优质案例。  太湖能谷战略销售部总监吴月龙也在致辞中表示：江苏布拉芙铅碳储能项目采用了太湖能谷独创的TEC-Engine专利技术，实现了储能项目安全性和经济性的统一，能够进一步带动沭阳县产业结构优化升级，促进政府、企业、投资方三方合作共赢。  江苏布拉芙项目是江苏省目前最大规模的用户侧铅碳电池储能项目，也是沭阳县在响应国家“3060”双碳战略，践行绿色环保、数智能源的第一个重点示范项目。

电池的循环：一次循环的价值是多少？

随着电池参与的市场比以往任何时候都多，运营策略至关重要。优化者不仅需要最大化收入，还需要考虑循环的因素。  您可能认为电池循环次数越多，赚的钱就越多。但一次循环的实际价值是多少？关键内容  最终，一次循环的价值取决于多种因素的组合 - 您所在的市场、循环的时机以及电池的持续时间。  自 2021 年以来，在日前市场中每天执行两次循环比仅执行一次循环产生的收入（平均）多出 12-14%。  在过去六个月中，电池的平均每日循环次数从 0.5 次增加到 0.8 次。  这是由于动态遏制的饱和造成的。由于服务的高价格现已基本成为过去，电池已经失去了以更少的循环次数产生高收入的能力。  那么，让我们深入探讨一下。什么是循环？  一次循环仅意味着电池容量的一次完全放电。例如，100MWh的电池储能系统每放电100MWh就完成一次循环。  这可以一次性完成（例如批发交易时），也可以在较长时间内以较小的突发次数完成（例如提供频率响应时）。图 1（下图）显示了电池在不同的两天如何以两种不同的方式循环。图1：电池一天的循环的示例为什么循环很重要：与衰减的联系  循环会影响性能衰减，因此是锂离子电池储能系统保修的关键组成部分。要了解更多信息，请在此处阅读我们的解释（衰减和循环：它如何影响您的电池）。  英国的电池循环次数是多少？  图 2（下图）显示了英国电池的平均每日循环次数。图2：英国电池储能电站集群的日循环。  自 2021 年 1 月以来，电池平均每天执行0.58 次循环。  2021 年秋季之前，大多数资产始终提供动态遏制。这是一项低循环服务，在饱和之前提供了可观的收入。  2021 年 9 月的日前价格较高导致循环次数大幅上升。  随着新服务的出现和动态遏制要求变得更加严格，储能电站集群的运营多元化。这导致了循环中更多的变化。  到 2022 年 5 月，电站集群更加一致地参与高循环次数服务，例如每月固定频率响应 (FFR) 以及动态调节和动态校准等新服务。  自 2022 年 10 月动态遏制饱和以来，平均日循环次数已增加至 0.8。单个资产的循环表现  图 3（下图）显示了 2022 年平衡机制注册电池 (BMU) 的平均每日循环次数。  图3：2022年平衡机制中各电池储能资产的平均日循环次数。  虽然大多数资产每天的运行循环少于一次循环，但有些资产的循环远高于此。让我们看一下处于每日循环范围不同端的两种资产。  Pelham 每天执行 1.6 次循环。这主要是因为它的时长为 45 分钟。它的大部分收入来自 FFR 和动态遏制。由于持续时间较短，与一小时系统相比，它需要更多的循环才能提供 FFR。  另一方面，Fideoak Mill 的电池续航时间为 1 小时，每天仅循环 0.2 次。它的大部分收入是通过动态遏制产生的。  图 4（下图）显示了 2022 年各个资产的循环分布情况。图4：2022年平衡机制中各电池储能资产的日循环行为分布。  正如您所看到的，不同资产提供的循环次数范围相当大 - 即使在平均循环次数相似的情况下也是如此。按储能持续时长的循环情况  如上所述，持续时间较短的电池需要更多的循环次数才能满足某些服务的要求。  图 5（下图）显示了自 2021 年以来电池的平均每日循环次数 - 按系统持续时间和年份分组。图5：BM 中资产的平均每日循环次数（按持续时间分组）  自 2021 年以来，各种续航时间的电池循环次数都增加了。  一般来说，持续时间越短，电池的循环次数就越多。  但是两小时的电池呢？他们为何逆势而行？嗯，这是因为大多数2小时资产都是在过去一年上线的。这些资产将大部分参与动态调节 - 这是一项高循环服务，即使对于2小时系统也是如此。辅助服务是决定循环的最大因素  提供不同的频率响应服务会给循环带来截然不同的结果，这是导致电站集群循环次数发生变化的主要因素。  图 6（下）显示了不同频率响应服务的循环要求（针对1小时系统）。图6：辅助服务中资产的平均每日循环。这些值基于 1 MW 1 小时电池。  动态遏制是一项循环次数极低的服务。这降低了提供此服务的任何资产的平均循环次数。  执行动态校准的资产（以及较小程度上的每月 FFR）的循环率要高得多。更多的循环次数就等于赚更多的钱吗？  图 7（下）显示了循环次数与收入之间的关系。图7：从 2022 年 10 月到 2023 年 2 月，整个电站群的每月平均循环次数与资产标准化收入相比。标准化每月收入的计算方式为资产收入占当月收入最高资产收入的百分比。  在 2022 年 10 月（以及动态遏制饱和）之前，低循环资产仍能赚取高收入。  自 2022 年 10 月以来，循环次数与收入之间出现了更强的相关性。一般来说，循环次数越多的资产赚的钱就越多。  然而，这是一个权衡。较高的循环率会限制电池的使用寿命，使保修失效，并降低其长期盈利能力。增加循环的额外成本需要与收入的增加进行权衡。批发市场交易  在批发市场上，一个电池储能电站往往一天会完成1个甚至2个完整的循环。那么，循环加倍会使收入加倍吗？  图 8（下图）显示了自 2021 年 1 月以来，在日前批发市场中，每天执行2个循环与仅执行1个循环相比的平均收入增长情况。图8：2021 年 1 月至 2023 年 2 月期间执行1次和2次循环的 1 小时和 2 小时电池的估计价格差异。一切都与时机有关  批发市场上额外1个循环的价值可以远大于14%。如果一项资产能够利用一天内2次价格上涨的机会（而不是1次），那么电池的收入几乎可以翻倍。  图 9（下图）显示了 2022 年 2 月 10 日电池执行1次循环与2次循环的情况（基于 Modo 调度模型）。图9：与执行1次循环相比，电池在 2022 年 2 月 10 日执行2次循环的预计收入增长。来自 Modo 调度模型。  在这种情况下，电池通过执行第2次循环可以多赚 75% 的钱。价格飙升并没有带来同样飙升的循环回报  批发市场的价格飙升通常发生在冬季，这为电池带来了显著的收入增长。但在高价日进行第2次循环的好处可能会有所不同。这就是为什么第2个循环的平均收入增幅仅为 12-14%。  电池实现2倍收入的可能性极小，但以英镑/MW计算，它仍然可能非常有利可图。  例如，在 2022 年 12 月 12 日（基于 Modo 调度模型），通过在早上的高价和晚上的价格高峰期间循环，电池可以额外赚取 191 英镑/MW。  2022 年 2 月 10 日，额外一次的循环的价值仅为 34 英镑/MW。  然而，一般来说，在价格高的日子循环2次看起来更像图 10（下图）所示。图10：与 2022 年 1 月 14 日执行一次循环的电池相比，执行两次循环的电池的预计收入增长。来自 Modo 调度模型。  在这种情况下 - 2022 年 1 月 14 日（基于 Modo 调度模型） - 通过执行第2次循环，电池将仅增加 6 英镑/MW（增加 1%）。最后，一次循环的价值是什么呢？  简而言之：这取决于您所在的市场、循环发生的时机以及电池的持续时间。  随着电池储能技术的发展，我们预计会看到更新的资产上线，并保证更高的循环次数。这有助于使资产能够灵活地参与高循环次数服务，同时在出现临时的高循环次数/高收入机会时加以利用。日内市场交易和平衡机制中不断增长的机会甚至可能会导致电池每天超过2次循环。