(二)電堆材料
釩電池的功率單元由一定數量和規格的電堆串并聯構成,電堆是發生電化學反應的場所,其主要結構包括離子膜、電極、雙極板、銅級流板、液流框及端板等,其中離子交換膜、電極以及雙極板為核心部件。
1.離子交換膜
離子膜是電堆的重要組成部分,其性能影響了釩電池的容量穩定性與壽命。全氟磺酸膜憑借其良好的導電性以及出色的穩定性成為目前釩電池產業化應用最廣泛的離子膜,但主要依賴進口。目前商業領域主要用于液流電池的是科慕公司所生產的Nafion質子交換薄膜,其產品厚度極低、電阻較低,但價格較貴(NR212約2000~2700元/m2),尤其是其昂貴的價格限制了液流電池的進一步發展。
盡管低厚度隔膜技術仍主要為國外企業所掌握,但國內企業在隔膜領域的國產替代已在加速進行中,蘇州科潤、東岳未來氫能、國潤儲能等企業在國產化方面進展領先。
數據來源:中商產業研究院整理
2.電極
電極主要為活性物質提供反應場所,是電堆的重要組成部分。主要的電極材料包括金屬類電極、碳素類電極等。目前,碳素類電極碳氈、石墨氈憑借制備工藝成熟、導電性能優異、化學穩定性強以及成本低等優勢成為釩電池電極主流方案。
釩電池電極基本可實現國產化,國內主要的碳氈/石墨氈生產企業包括江油潤生、遼寧金谷、江蘇普向等。其中潤生石墨氈為國內石墨氈生產領先企業,已建成國內首條儲能石墨氈連續化產線,客戶包括國內幾乎所有液流電池企業,國內市占率達50%。
數據來源:中商產業研究院整理
3.雙極板
雙極板是釩電池電堆的重要結構件,主要功能為隔離正負電極液、匯集電流和支撐電極等。目前主流的雙極板包括石墨雙極板、金屬雙極板、碳素復合雙極板等。其中,小型電堆多使用改性石墨雙極板。大功率電堆多使用碳素復合雙極板。
石墨雙極板的主要生產企業包括華熔科技、上海弘楓、開封時代等;碳素雙極板主要生產企業為嘉興納科、大連化物所等。
數據來源:中商產業研究院整理