随着我国能源结构转型调整，储能面临前所未有的机遇和需求爆发式增长。在众多储能技术中，铁铬液流电池是一种极具发展潜力的大规模储能技术。
铁铬液流电池基本介绍
液流电池是正负极活性物质均为液态的电化学电池。它由点堆单元、电解液、电解液储存和供应单元、管理控制单元组成。它是新兴电池领域的竞争对手。
液流电池不同于普通电池通常采用固体电极作为电极。液流电池的活性物质以液态形式储存在两个独立的储罐中，电解液在泵的驱动下在独立的电池堆中发生反应。
与储液罐分开，在常温常压下运行。铁铬液流电池是最受关注的液流电池，可分为四类。首先，全钒液流电池是目前最成熟、产业化程度最高的液流电池技术。制约其发展的最重要因素是钒价剧烈变动导致电解液成本高企。
二是新兴的铁铬液流电池，又称铁铬氧化还原液流电池，目前技术相对成熟，成本低于全明矾液流电池。三、铅酸液流电池。铅酸液流电池初期设计成本比较低，但是循环次数比较少，后期维护成本比较高。四、锂离子液流电池。
从电流密度和能量循环效率对比来看，未来大中型储能可能会以全钒和铁铬为主，小型和短期储能将重点使用锂电池和钠电池. 至于 锂电池和钠电池的区别，可以点击我们的文章了解更多。
铁铬液流电池原理
铁铬液流电池储能单元的电解液为盐酸盐水溶液。铁铬氧化还原液流电池放电时，Cl-会向负极移动，负极反应为：Cr2+=Cr3++e-，逆反应与充电时正极反应相同。
充电时离子在负极失去电子发生氧化反应，即Ce2+得电子形成Fe3+，电极反应为：Fe2+-e-=Fe3+，逆反应与正极上的反应相同放电时的正极。
铁铬液流电池的应用
由于铁铬液流电池的电解液为水溶液，其密度和体积重量不适合电动汽车。主要应用于光伏储能领域，广泛应用于发电侧、电网侧和用户侧，从提供短期调频、改善电能质量到长期削峰填谷、缓解输电线路拥塞，并能提供能量的时空传递。
是解决大规模新能源发电并网问题，提高电网消纳能力的重要举措。据测算，每投入运行1GW铁铬液流电池储能系统，储能时间为6小时，可增加优质风电和光伏电站发电量1980GWh ， 直接 降低减少碳排放约196万吨，减少粉尘排放约54万吨，相当于替代标准煤约75万吨。
铁铬液流电池的优势
循环次数多，使用寿命长。铁铬液流电池循环寿命最低可达10000次，与全钒液流电池相当，寿命远高于钠硫电池、锂离子电池和铅酸电池电池。
没有爆炸的可能，安全性高。铁铬液流电池的电解液为水溶液，不存在爆炸危险。并且电解液储存在两个独立的储液罐中，电池堆与储液罐分开，常温常压运行，安全性高。
电解质溶液的毒性和腐蚀性较低，稳定性好。铁铬液流电池的电解液是含有铁盐和铬盐的稀盐酸溶液，毒性和腐蚀性都比较低。
环境适应性强，工作温度范围广。与其他液流电池相比，铁铬液流电池的工作温度范围更广，电解液可在-20~70℃全范围启动。
储水槽设计，无自放电。电能储存在电解液中，电解液储存在储罐中，因此不存在自放电现象，特别适用于后备电源等。
定制化设计，易于扩展。铁铬液流电池的额定功率和额定容量是独立的。功率取决于电池组，容量取决于电解液。功率和容量可根据用户需要量身定做。在功率需求不变的情况下，仅通过添加电解液即可实现扩容，非常简单。
模块化设计，系统稳定性和可靠性高。铁铬液流电池系统采用模块化设计。以250KW组件为例，一个组件由8个电池组放置在一个标准容器内，电池组之间的一致性好，系统控制简单，性能稳定可靠。
废电池易于处理，电解液可回收利用。铁铬液流电池的结构材料、离子交换膜和电极材料分别为金属、塑料（或树脂）和碳材料，易于进行环保处理，电解液理论上可以永久循环使用。
资源丰富，成本低。电解液的原料富含铁和铬资源，成本相对于其他液流电池较低，短期内发展不会受到资源限制，是一种可持续的储能技术。
铬产业链
铬铁矿按工业用途分为冶金级、化工级、耐火级和铸石级，其中冶金级铬铁矿占世界产量的95%以上。由于具有耐磨、耐高温、耐电池腐蚀和亲铁性等特性，冶金级铬铁矿被冶炼成铬铁合金，并添加到不锈钢、特殊钢和其他钢中。
不锈钢是目前最大的铬消耗体，由于含有镍铬元素而具有不锈、耐腐蚀的主要特性。
铬铁按含碳量不同分为高碳铬铁（含碳量4~8%）、中碳铬铁（含碳量0.5~4%）、低碳铬铁（含碳量0.15~0.50%）、微-碳铬铁（含碳量0.06%）、超微碳铬铁（含碳量小于0.03%）。中、低、微碳铬铁是由高碳铬铁加入二氧化硅冶炼而成，由于含碳量低，也广泛用于加工特殊钢。
此外，化工级铬矿还可加工成氧化铬绿、三氧化铬、钠红明矾等铬盐，用于颜料、涂料、陶瓷、饲料、电镀、合金、皮革等诸多行业。铬铁电解和铬盐碳还原可提纯为金属铬。随着铁铬液流电池的商业化，电池领域或将成为未来新的消费增长点。
资源分配
世界铬铁矿资源丰富，主要分布在南非、津巴布韦、哈萨克斯坦、土耳其等国。其中，南非资源量最大，约占世界资源总量的一半，是世界上最大的铬资源出口国。
2020年世界铬矿资源量约90亿吨，基础储量13.82亿吨，储量6.85亿吨。2021年全球铬矿产量为3480万吨，环比增长7%。南非、哈萨克斯坦、印度、土耳其、芬兰等五个国家的铬矿产量占世界总产量的94%。
铬盐市场
重铬酸钠是铬盐中最基本的产品。通过深加工，可生产铬酸酐、铬绿等各种含铬的无机和有机产品。我国是全球最大的铬盐生产国和消费国，全球铬盐行业高度集中，逐渐形成了某一地区只有一家铬盐龙头企业的市场格局。
American Hemmings 主导北美市场。土耳其金山集团立足中东，分支机构遍布全球。印度Vishay辐射南亚。德国朗盛总部生产的铬盐颜料在世界市场上仍处于垄断地位。振华股份有限公司是中国铬盐行业唯一一家上市公司。其生产规模、技术水平、产品质量和市场占有率在国内处于领先地位，产能占全国一半以上。
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本文由
韩国SEBANG蓄电池（大陆地区）营销中心于2023-03-21 21:56:30 整理发布。
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