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铁基液流电池前景广阔,2025年市场规模或达120亿
发布时间:2025.05.21 浏览次数:1

铁基液流电池(Iron-based Flow Battery IBFB)是一类以铁盐溶液为电解液,通过铁离子的氧化还原反应实现电能存储与释放的电化学储能技术。

其核心原理是将溶解于电解液中的铁离子作为活性物质,通过正负极电解液的循环流动完成充放电过程。与其他液流电池(如全钒液流电池)相比,铁基液流电池的优势在于原材料成本低、资源丰富,且安全性高。

例如铁资源丰富地壳含量约5%,电解液成本低廉FeCl₂价格约1元/kg。并且水系电解液无燃烧风险,适合大规模储能场景理论循环次数超10000次,实际应用中可达5000次以上,还没有重金属污染,电解液也能够循环使用。

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目前铁基液流电池技术路线上主要分为三种,全铁液流电池,正负极均使用铁基活性物质,避免交叉污染铁铬液流电池正极Fe³⁺/Fe²⁺,负极Cr³⁺/Cr²⁺,但受限于Cr²⁺析氢副反应;以及锌铁液流电池,正极Fe(CN)₆³⁻/Fe(CN)₆⁴⁻,负极Zn²⁺/Zn,需解决锌枝晶问题。

目前铁铬液流电池的初始制造成本较高,关键材料如质子交换膜依赖进口,且能量密度低于锂电池。但通过规模化生产和材料国产化,成本有望大幅下降。

锌铁液流电池领域,纬景储能在内蒙古包头建设3GW锌铁液流电池智造基地,预计2025年投产。锌铁液流电池以锌为负极、铁为正极,成本更低且安全性更高,适合大规模长时储能。

二、有望在2030年占据全球储能市场15%份额

铁基液流电池作为新型大规模储能技术,凭借其成本效益、长循环寿命(理论超10000次)及环境友好性,正成为全球能源转型的关键技术之一。

根据《2025-2031年中国铁基液流电池行业市场发展现状调研与投资趋势前景分析报告》,该技术通过优化电解液配方(如FeCl₂/FeCl₃体系成本仅1元/kg)和电池堆设计,已实现能量密度提升至15-35Wh/L,同时显著降低腐蚀性与维护成本。

当前,全球铁基液流电池市场由北美主导(2022年占比44.98%),但中国凭借产业链优势加速追赶,2025年市场规模预计达120亿元,2030年将突破500亿元,年复合增长率超30%。

技术突破方面,中科院金属研究所通过电极界面缺陷设计与极性溶剂调节,成功实现-20℃低温运行及枝晶生长抑制,功率密度达80mW/cm²,而纬景储能在内蒙古包头建设的3GW锌铁液流电池基地预计2025年投产,推动成本降至1500元/kWh以下。

主要参与者包括ESS公司(铁铬体系)、美国FormEnergy(长时储能)、上海电气(吉瓦级电堆)、大连融科(示范项目)及科润新材料(离子交换膜国产化)等。

尽管面临钠离子电池成本竞争(2027年预计0.3元/Wh),铁基液流电池在电网调峰、可再生能源并网等长时储能场景仍具不可替代性,其市场价值将随政策支持及技术迭代(模块化设计、石墨烯复合膜应用)进一步释放,有望在2030年占据全球储能市场15%份额。