探秘全球首个吉瓦级锌铁液流电池智能工厂

李汉龙

10月26日，专注于新型储能电池智能制造的高科技企业纬景储能科技有限公司（以下简称“纬景储能”）宣布，公司位于广东省珠海市的锌铁液流电池“超G工厂”建成投产，全面达产后预计年产能超6吉瓦时。

珠海“超G工厂”是全球首个投产的吉瓦级锌铁液流电池智能工厂，它的投产标志着液流电池行业实现从兆瓦级向吉瓦级产能的巨大跨越，将推动液流电池进入规模化、产业化发展的新时代。同时，它为珠海市新能源产业成为千亿级产业集群绘上了浓墨重彩的一笔，促进了珠江三角洲高端智能产业的聚集与资源优化配置。

促进新型储能多元化发展

储能，一直以来被视为破解能源供应安全、价格可及与低碳清洁的能源“不可能三角”时代难题的突破口，其本质是消除电力系统中可再生能源的不稳定性，使其变成稳定电源。近年来，随着新型电力系统高质量发展成为新方向，锂电储能、液流电池、钠离子电池、压缩空气储能和氢储能等新型储能越来越受到关注，市场亦对储能产品提出新的需求，技术路线走向“百花齐放”。

“在新型电力系统中，风光电占主导，但风光电具有间歇性、波动性与随机性。为避免供电间断，尤其需要长时储能作为支持。”11月8日中国科学院院士、南方科技大学碳中和能源研究院院长赵天寿在珠海市举行的“2023能源电子产业发展大会暨广东新型储能产业高峰论坛”上表示，液流电池储能体系的容量与功率解耦，具有储能时长灵活、适合长时储能、易规模化、无地域限制等优势。

液流电池是目前新型储能领域的重要技术方向，作为电化学储能技术之一，它是利用一种或多种溶解在液体中的活性物质在质子膜两侧进行氧化还原反应来储存和释放能量的装置。即阴阳极电解液分别由管路推入电堆中，然后通过活性元素的价态变化，在电能和化学能之间产生转换来实现充放电。根据电解液中活性物质的不同，液流电池如今有全钒液流电池、锌铁液流电池、铁铬液流电池、锌溴液流电池等20多种技术路线。

现阶段，锂离子电池储能在新型储能领域占据着绝对主导地位。据国家能源局数据披露，截至2022年底，全国新型储能装机中，锂离子电池储能占比94.5%，而液流电池储能仅占比1.6%。但是液流电池与锂离子电池相比，有安全性高、可灵活扩容、电解液可循環利用，且具备储能时长大于8小时、使用寿命超过25年等优势。因此，液流电池被认为是当前最适合长时间储能的电池技术之一。

据了解，锌铁液流电池目前属于刚进入规模化量产阶段的储能电池技术路线，国内暂有纬景储能实现了吉瓦级产能。作为一家成立于2018年的“独角兽”企业，纬景储能以“锌铁液流电池储能技术”为研发核心，一直致力于新型储能技术的研发和储能电池的智能制造。

国际上，锌铁液流电池储能技术路线有着40多年的研发历史，是为解决新型电力系统要求储能安全、长时、低成本而量身定制的技术路线。纬景储能从美国ViZn能源公司引进该技术后，持续在本土技术创新、产品研发迭代和降低生产成本等方面的。

纬景储能的锌铁液流电池技术，选取了锌和铁两种本征安全、储备丰富、成本极低、价格波动平稳的金属进行配对，保证了原材料极安全、易获取、低成本。2021年，纬景储能实现锌铁液流电池储能技术本土化。2023年1月，纬景储能首条锌铁液流电池电堆智能产线启用，并将该产线复制到全国多地的智能制造工厂。

打造全自动化的低碳工厂

纬景储能珠海“超G工厂”位于珠海市斗门区的富山工业园，占地面积18.52万平方米，共有4座厂房及15条锌铁液流电池自动化产线，是一座集标准化、自动化、数智化等于一体的智能制造工厂，整体建设突出“绿色、低碳、智造”。

该工厂由珠海5.0产业新空间建设运营主体之一的大横琴集团通过产业投资方式引进，作为落户富山工业园的首批智能制造企业之一，建设年产6吉瓦时锌铁液流电池项目，着力打造先进液流储电装置及系统的智能制造中心。据厂房建设方的大横琴置业董事长唐文彬介绍：“项目厂房全面实现生产流程数字化和智能化，成为完全自动化的‘黑灯工厂。”

珠海“超G工厂”项目从2022年11月签约到2023年10月26日正式投产，充分体现了珠海市制造业氛围浓厚、基础扎实，更体现了当地优良的营商环境。珠海市相关政府部门在企业用地、代建厂房、环评审批等方面积极推动新型储能产业项目落地，全面提升政务服务水平，让纬景储能坚定了落户珠海市的信心和决心。

珠海市生态环境局富山分局相关负责同志告诉笔者：“分局秉持提前介入、靠前服务的理念，从‘超G工厂项目考察阶段即保持同步跟进，为项目从入园到落地投产提供全流程服务。分局同志先后5次到上门为企业提供帮扶，联合市生态环境局环评科同志为企业负责人答疑解惑，帮助企业加快项目落地。”

同时，富山分局以环保服务台账形式，每周跟进项目进展，收集企业诉求，及时发现和解决环保方面堵点问题，和市生态环境局环评科、重点项目服务科以及市生态环境技术中心等科室召开调度会，对齐项目信息，力求对企业以更少的打扰提供更优质的服务。

眼下，当我们走进“超G工厂”的电堆总装1号生产线，可以看到电堆总装机器人堆叠系统的机械臂正在“通力协作”，将一片片电池堆叠成电堆。超过300个机器人在这里承担精密、繁重作业。凭借激光定位与视觉定位技术，以及昆虫仿生等先进制造工艺，机器人无论是单臂抓举200公斤重物，还是吸取薄如蝉翼的质子交换膜，精准度都可达±0.1毫米。

“我们公司自主研发了目前行业内自动化率最高的液流电池智能产线，并首创了液流电池脉动线（系统集成线），开创性地实现液流电池生产的全过程数智化。”珠海“超G工厂”生产车间工作人员表示，这条智能制造产线由堆叠系统、自动压装试漏拧紧系统、托盘自动翻转系统构成。在关键部件电堆生产环节，使用国产零部件率达100%。当前，每条产线仅需20分钟即可完成一个成品电池的组装，而用传统手工生产则需8小时才能完成。

珠海“超G工厂”是纬景储能建设的一座零碳示范工厂，厂房是精心打造的绿色建筑，在生产过程中大比例使用光伏绿电。同时，公司推动数字化在产业链协同、工厂各功能板块协同中发挥作用，提升整体效率。随着“超G工厂”等新型储能项目建成投产，将会在珠海市形成龙头效应，吸引上下游产业不断入驻，加速构建配置完善的高端产业生态圈，形成“双碳”产业生态集群。

发布新一代锌铁液流电池

珠海“超G工厂”投产同日，纬景储能在工厂主办了首届“碳索日”活动。本次活动紧扣新能源加速发展时代背景，邀请全国能源领域专家与储能产业链领军企业代表，以“降低储能度电成本”为核心话题，共同探讨液流电池储能技术如何加速新能源产业发展，论证通过技术升级与产业化发展实现储能成本的大幅度降低，推动能源结构调整优化，助力国家“双碳”目标实现。

活动现场，纬景储能发布了新一代锌铁液流电池产品GP110。该电池采用碱性水系电解液配方，具有绝对安全、超低成本、长时、易部署等特性，不燃不爆、安全无毒，由于锌和铁等原材料充足且平价易得，该电池具备显著的成本优势和降本空间。

“这款电池有着100千瓦的电池功率、400千瓦时的电池容量，电池寿命可达25年，循环次数大于30000次，毫秒级响应速度，在长时储能领域十分能打。”据纬景储能联合创始人、董事长葛群介绍，GP110电池不受温度影响，有超强适应能力，能在各种气候环境下安全稳定运行，且不受地理环境限制，可充分賦能储能系统集成商、风光电站、数据中心、5G基站等终端用户的多场景需求，更重要的是对减少碳排放具有重要意义。

据了解，目前由锂离子电池做储能的新能源电站发电成本约在1元/千瓦时，高于煤炭发电的0.3元至0.4元/千瓦时，较高的储能度电成本是导致储能电站利用率不高的主要原因。如何降低度电成本是储能行业商业化发展面临的难题。纬景储能希望通过产品的研发创新与规模化量产，逐步降低锌铁液流电池的全生命周期度电成本，让能源的使用更平价、普惠。葛群称，未来三年内纬景储能计划将锌铁液流电池的度电成本降至0.2元/千瓦时。当前，已实现商业化的全钒液流电池度电成本约为0.4元/千瓦时。

除了降低电池的成本，纬景储能在电池技术研发上，其研发团队经过技术攻关以及数据积累，已经突破了锌枝晶的瓶颈，能够对锌枝晶有效抑制。据悉，早在2018年，纬景储能就组建了一支由智能制造工程师、工艺工程师、设备工程师的研发团队。他们从零开始摸索，用4年时间完成了液流电池电堆从技术参数到产业链的国产化。在此基础上，团队还自主研发多项新工艺，先后攻克了近50项工艺难点和设备难点，成功研制出本土化锌铁液流电池智能制造产线，将生产效率提升了数十倍。

11月6日，纬景储能在上海举办的第六届中国国际进口博览会提出，预计到2025年，利用各地“超G工厂”生产的锌铁液流电池，公司将每年为社会提供超过180亿度绿电，相当于690万辆新能源汽车开行一年所消耗的电量，可助力年减排1000万吨二氧化碳排放。

链 接

液流电池构成

液流电池是一种电化学储能技术，由电解液、电堆与智能中控系统组成。因其功率模块和容量模块的可解耦特性，容量模块和功率模块均可进行独立扩容来实现系统规模和储能时长的调整。

电解液：特殊配方的电解液，其容量、浓度和酸碱性赋予液流电池长时间拥有大容量存储能源的特性。

电堆：电堆由多片电极板紧密结合，决定液流电池的功率。

智能中控：全面且综合性的智能模块控制系统，监测电池运行，保持其良好状态。

液流电池运行原理

水系的电解液储存在电堆外部的储液罐中，凭借精密的流体力学设计通过泵输送至电堆内部，在电极处发生氧化还原反应，释放或吸收电子，电子通过电极上的集流设备连接外接电路，实现4小时以上的能量储存和高效的能量释放。