铁基液流电池爆发！2025年市场规模或达120亿，这些技术突破太关键

电子发烧友网报道（文/黄山明）近日，中广核新能源公安县50MW/100MWh铁基液流电池储能电站示范项目正式启动EPC招标。该项目位于湖北省荆州市公安县杨家厂镇，由中广核新能源公安县有限公司投资和开发，规划建设总容量为200MW/800MWh，其中本期建设容量为50MW/100MWh。项目计划于2025年5月10日开工，预计在2025年6月30日前完成全容量并网发电。

铁基液流电池正快速发展

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。

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。

例如，国家电投在河北张家口建成全球首个250kW/1.5MWh铁铬液流电池示范项目（容和一号），并在内蒙古霍林河推进1MW/6MWh项目，验证了该技术在电网调峰中的可行性。铁铬液流电池采用盐酸体系电解液，循环寿命可达20000次以上，能量密度约25-35Wh/L，适合长时间储能。

但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。

全铁液流电池上，中科院金属研究所通过电极界面缺陷设计和极性溶剂调节，提升了铁负极的可逆性，实现了-20℃低温下稳定运行100小时。该技术将电解液凝固点降至-20℃以下，并通过优化铁沉积均匀性，使循环稳定性提升10倍，功率密度达80mW/cm²。

锌铁液流电池领域，纬景储能在内蒙古包头建设了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。

关键技术突破与发展趋势

目前的铁基液流电池仍然存在一些技术上的瓶颈，例如枝晶生长，不过中科院团队通过金属刻蚀在碳电极表面构建缺陷结构，促进铁均匀沉积，成功抑制了枝晶生长，并将电流效率提升至99%，循环稳定性提升了10倍。

在电解液上，中科院团队通过引入极性溶剂（如乙二醇）降低凝固点至-20℃，实现低温稳定运行，并且将FeCl₃浓度提升至3M，能量密度达15Wh/L，而传统的全钒液流电池约为25Wh/L。

当然，还有一些挑战需要应对，例如目前质子交换膜、双极板等关键材料国产化率不足，其中全氟磺酸膜（如Nafion）占成本15%-20%，国产化率不足30%，且性能（如质子传导率）逊于海外产品，需加快研发高性能替代材料，可以采用石墨烯复合膜来替代。此外，电解液回收、系统集成等环节尚未成熟，需建立从原材料到运维的完整产业链。

好在目前国内已经有部分企业开始推动国产替代，例如科润新材料的离子交换膜、东岳集团的双极板等都已经开始在本土量产，降低了供应链风险。

同时上海电气、大连融科等均在规划吉瓦级电堆制造基地，目标在2027年将成本降至1500元/kWh以下。

成本上，以4小时储能的方案为例，全铁液流电池初始成本约2500-3000元/kWh，其中电极和离子交换膜占比超40%。而2024年全球铁基液流电池产能不足1 GW，难以通过规模生产摊薄成本。

可以开发高活性碳基复合材料，比如缺陷碳毡来提升反应动力学，降低析氢副反应。同时可以引入宽温域溶剂（如离子液体）或新型铁盐（如FeCl₃-乙二醇络合物），兼顾低温性能与成本。

另外，铁基电解液需定期更换，导致长期运维成本增加，比如铁铬体系年损耗率约2%。此外低浓度FeCl₂电解液易析氢，需添加一些铅盐等抑制剂，也会推高成本。

从市场规模来看，2025年铁基液流电池市场规模约120亿元，预计2030年超500亿元，年复合增长率超过30%。而在中国市场，随着政策推动下，2025年装机容量目标达10GW，重点覆盖西北风光基地配储。

整体市场来看，短期储能市场以锂电为主，2024年全球占比仍然超过90%，铁基液流电池需在长时储能领域建立差异化优势。另一方面，钠离子电池成本快速下降，预计到2027年0.3元/Wh，可能会挤压铁基液流电池在中低端市场的空间。

小结

铁基液流电池的商业化挑战本质上是技术成熟度、成本控制与市场生态的综合博弈。短期来看，需突破电解液稳定性、材料耐腐蚀等核心技术，降低系统成本；中长期需依托政策支持，通过规模化示范项目积累数据，建立产业链协同。若能在长时储能（尤其是10小时以上场景）中凸显成本优势，结合铁资源的全球可及性，其未来有望成为分布式储能、电网调峰的重要补充技术。

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