鐵基液流電池爆發！2025年市場規模或達120億，這些技術突破太關鍵_風聞

電子發燒友網報道（文/黃山明）近日，中廣核新能源公安縣50MW/100MWh鐵基液流電池儲能電站示範項目正式啓動EPC招標。該項目位於湖北省荊州市公安縣楊家廠鎮，由中廣核新能源公安縣有限公司投資和開發，規劃建設總容量為200MW/800MWh，其中本期建設容量為50MW/100MWh。項目計劃於2025年5月10日開工，預計在2025年6月30日前完成全容量併網發電。

鐵基液流電池正快速發展

鐵基液流電池（Iron-based Flow Battery， IBFB）是一類以鐵鹽溶液為電解液，通過鐵離子的氧化還原反應實現電能存儲與釋放的電化學儲能技術。

其核心原理是將溶解於電解液中的鐵離子作為活性物質，通過正負極電解液的循環流動完成充放電過程。與其他液流電池（如全釩液流電池）相比，鐵基液流電池的優勢在於原材料成本低、資源豐富，且安全性高。

例如鐵資源豐富，地殼含量約5%，電解液成本低廉，FeCl₂價格約1元/kg。並且水系電解液無燃燒風險，適合大規模儲能場景。理論循環次數超10000次，實際應用中可達5000次以上，還沒有重金屬污染，電解液也能夠循環使用。

目前鐵基液流電池技術路線上主要分為三種，全鐵液流電池，正負極均使用鐵基活性物質，避免交叉污染；鐵鉻液流電池，正極Fe³⁺/Fe²⁺，負極Cr³⁺/Cr²⁺，但受限於Cr²⁺析氫副反應；以及鋅鐵液流電池，正極Fe(CN)₆³⁻/Fe(CN)₆⁴⁻，負極Zn²⁺/Zn，需解決鋅枝晶問題。

例如，國家電投在河北張家口建成全球首個250kW/1.5MWh鐵鉻液流電池示範項目（容和一號），並在內蒙古霍林河推進1MW/6MWh項目，驗證了該技術在電網調峯中的可行性。鐵鉻液流電池採用鹽酸體系電解液，循環壽命可達20000次以上，能量密度約25-35Wh/L，適合長時間儲能。

但目前鐵鉻液流電池的初始製造成本較高，關鍵材料如質子交換膜依賴進口，且能量密度低於鋰電池。但通過規模化生產和材料國產化，成本有望大幅下降。

全鐵液流電池上，中科院金屬研究所通過電極界面缺陷設計和極性溶劑調節，提升了鐵負極的可逆性，實現了-20℃低温下穩定運行100小時。該技術將電解液凝固點降至-20℃以下，並通過優化鐵沉積均勻性，使循環穩定性提升10倍，功率密度達80mW/cm²。

鋅鐵液流電池領域，緯景儲能在內蒙古包頭建設了3GW鋅鐵液流電池智造基地，預計2025年投產。鋅鐵液流電池以鋅為負極、鐵為正極，成本更低且安全性更高，適合大規模長時儲能。

關鍵技術突破與發展趨勢

目前的鐵基液流電池仍然存在一些技術上的瓶頸，例如枝晶生長，不過中科院團隊通過金屬刻蝕在碳電極表面構建缺陷結構，促進鐵均勻沉積，成功抑制了枝晶生長，並將電流效率提升至99%，循環穩定性提升了10倍。

在電解液上，中科院團隊通過引入極性溶劑（如乙二醇）降低凝固點至-20℃，實現低温穩定運行，並且將FeCl₃濃度提升至3M，能量密度達15Wh/L，而傳統的全釩液流電池約為25Wh/L。

當然，還有一些挑戰需要應對，例如目前質子交換膜、雙極板等關鍵材料國產化率不足，其中全氟磺酸膜（如Nafion）佔成本15%-20%，國產化率不足30%，且性能（如質子傳導率）遜於海外產品，需加快研發高性能替代材料，可以採用石墨烯複合膜來替代。此外，電解液回收、系統集成等環節尚未成熟，需建立從原材料到運維的完整產業鏈。

好在目前國內已經有部分企業開始推動國產替代，例如科潤新材料的離子交換膜、東嶽集團的雙極板等都已經開始在本土量產，降低了供應鏈風險。

同時上海電氣、大連融科等均在規劃吉瓦級電堆製造基地，目標在2027年將成本降至1500元/kWh以下。

成本上，以4小時儲能的方案為例，全鐵液流電池初始成本約2500-3000元/kWh，其中電極和離子交換膜佔比超40%。而2024年全球鐵基液流電池產能不足1 GW，難以通過規模生產攤薄成本。

可以開發高活性碳基複合材料，比如缺陷碳氈來提升反應動力學，降低析氫副反應。同時可以引入寬温域溶劑（如離子液體）或新型鐵鹽（如FeCl₃-乙二醇絡合物），兼顧低温性能與成本。

另外，鐵基電解液需定期更換，導致長期運維成本增加，比如鐵鉻體系年損耗率約2%。此外低濃度FeCl₂電解液易析氫，需添加一些鉛鹽等抑制劑，也會推高成本。

從市場規模來看，2025年鐵基液流電池市場規模約120億元，預計2030年超500億元，年複合增長率超過30%。而在中國市場，隨着政策推動下，2025年裝機容量目標達10GW，重點覆蓋西北風光基地配儲。

整體市場來看，短期儲能市場以鋰電為主，2024年全球佔比仍然超過90%，鐵基液流電池需在長時儲能領域建立差異化優勢。另一方面，鈉離子電池成本快速下降，預計到2027年0.3元/Wh，可能會擠壓鐵基液流電池在中低端市場的空間。

小結

鐵基液流電池的商業化挑戰本質上是技術成熟度、成本控制與市場生態的綜合博弈。短期來看，需突破電解液穩定性、材料耐腐蝕等核心技術，降低系統成本；中長期需依託政策支持，通過規模化示範項目積累數據，建立產業鏈協同。若能在長時儲能（尤其是10小時以上場景）中凸顯成本優勢，結合鐵資源的全球可及性，其未來有望成為分佈式儲能、電網調峯的重要補充技術。

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