從外觀看，液流電池儲能系統包括如下幾部分：電堆單元，由正負電極和離子傳導膜疊合而成單電池的集合體；電解液單元，包括含有活性物質的電解液，及用于電解液盛裝和循環的儲罐、管路、閥、泵、傳感器等輔助部件；控制系統，包括用于管理整個系統的電池管理系統、功率變化單元等。就像汽車的發動機燃燒汽油發電，液流電池可通過在電堆里轉化電解液發電。不同的是，電解液不會被消耗掉，能夠進行往復充放電。
根據發生反應的電對不同，液流電池可以分為：全釩液流電池、鋅溴液流電池、多硫化鈉/溴液流電池、鋅/鎳液流電池、鐵/鉻液流電池、釩/多鹵化物液流電池、鋅/鈰液流電池、半液流電池。雖然各自的電化學體系不同，但都具備以下特點。
1.功率和容量相互獨立，輸出功率由電池模塊的大小和數量決定，儲能容量由電解液的濃度和體積決定，故可實現功率與容量的獨立設計；
2.能量轉化效率高，啟動速度快；
3.具有很強的過載能力和深度放電能力；
4.部件多為廉價的碳材料、工程塑料，材料來源豐富，易于回收。
不同的液流電池又各具特點。其中，全釩液流電池正負極活性物質都是釩離子，只是價態不同，具有更安全、壽命更長、效率更高的優勢，是目前應用最廣，最具產業化前景的液流電池，已經成為液流電池家族中的掌門人，具有高安全性、長壽命、高可靠性、綠色環保等優點，吸引了政府和電力行業的高度關注。
全釩液流電池工作原理示意圖
在實踐考驗中成長起來的液流電池
液流電池發展至今，實施的各類項目有百余項，累計裝機容量約達40兆瓦。應用領域遍布電力系統的發、輸、配、用各個環節。液流電池的發展歷經了從實驗室到企業、從樣機到標準產品、從示范應用到商用推廣、規模從小到大、功能從單一到綜合，目前已經處于產業化的初期階段。
以目前應用較多的全釩液流電池為例，在其發展初期，多以數千瓦到數十千瓦規格的電池系統開發為主，主要面向于以風—光—儲或光—儲方式，為離網或弱電網地區的通訊基站、邊遠地區、邊防海島供電。前加拿大vrb公司、大連融科儲能技術發展有限公司（以下簡稱融科儲能）、奧地利的gildermester公司都推出了典型產品。
隨著智能微網和大規模可再生能源發電技術發展，百千瓦級到兆瓦級的電池系統的設計技術得到快速發展。日本住友電工公司（sei）作為液流電池行業的領軍企業，自上個世紀80年代就開始進行全釩液流電池技術的研究，并且將液流電池作為其整個集團在能源領域的經濟增長點。在2005年建立了4兆瓦/6兆瓦時全釩液流電池儲能系統，這是國際上首套兆瓦級全釩液流電池儲能系統示范工程，與30.6兆瓦風力發電站匹配，用于風電平滑輸出并網和調幅調頻的示范驗證實驗。該系統運行了3年時間，最為頻繁的電堆的充放電循環達到27萬次。該項目充分驗證了全釩液流電池優異的耐久性，并證明了全釩液流電池是適合風力發電的儲能設備。2012年，sei應用其新一代技術，以城市智能微電網為目標市場，在橫濱建造了一座由200千瓦聚光型太陽能發電設備（cpv）和一套1兆瓦/5兆瓦時全釩液流電池儲能系統構成的并與外部商業電網連接的電站。可以實現：調節電網對工廠供電量；提高受天氣影響的cpv的供電穩定性，實現太陽能發電的有計劃使用；對于橫濱制作所內的削峰填谷運作以及事先制定用電計劃，隨著電力負載的變化對放電量進行調整。
我國從上世紀80年代末期開始全釩液流電池的基礎研究工作。2000年開始，在以中國科學院大連化學物理研究所為代表的研究單位的共同努力下，我國全釩液流電池儲能技術進入快速發展時期。在市場的驅動力作用下，成長出一批以科研院所技術為基礎，以全釩液流電池產品化和市場化為目標的新興企業，如最具代表性的融科儲能。
融科儲能與大連化物所堅持緊密的產學研合作模式，2012年，設計集成出當前全球最大規模的5兆瓦/10兆瓦時全釩液流電池系統，并在龍源電力股份有限公司位于遼寧省沈陽市法庫縣臥牛石風電場（50兆瓦）實施商業應用。該系統已穩定運行一年半時間，運行效果得到電網公司、新能源運營商以及國內外同行的高度認可，標志著我國在該領域技術研發、成套產品生產等方面處于世界前列。同時，示范工程的建設和應用證明了兆瓦級全釩液流電池儲能系統技術的成熟，開啟了大規模全釩液流電池儲能商業應用的新篇章。
此后，融科儲能相繼又實施了位于錦州的風電并網用3兆瓦/6兆瓦時儲能項目和國電和風2兆瓦/4兆瓦時儲能項目，這些項目不僅能實現風電的穩定輸出和調度的可控性，而且豐富了儲能的多種有益價值，包括節能降耗、黑啟動、孤島運行、諧波處理等，為用戶帶來更多收益，是探索儲能商業模式的重要案例。
在項目的成功案例和各國政策導向下，未來的幾年內，將有一定數量的液流電池項目進入電力市場。美國unienergytechnologies（uet）公司得到了美國能源部（doe）的大力支持，在華盛頓清潔基金的支持下，建立3兆瓦項目用于電網側變電站，延緩變電站擴容帶來的建設投資，并且提高電網的利用效率。日本sei公司與北海道電力公司合作，在日本政府的支持下，將在2015年建成15兆瓦/60兆瓦時全釩液流電池電站，用于解決北海道局部區域大規模太陽能電站并網帶來的調峰和電能質量壓力。另外，奧地利gildmeister公司、英國redt公司、印度deya公司等也將在近期推出多個全釩液流電池項目。
另外，液流電池的另一個成員——鋅/溴液流電池，在zbb、primuspower、premiumpower、redflow和安徽美能、百能匯通等企業的努力下，在技術開發與應用上也取得實質性進展。
臥牛石風電場液流電池儲能項目現場
主導國際標準贏得市場先機
所謂產業發展、標準先行，中科院大連化學物理研究所研究員張華民充分認識到標準的重要性，在引領國內外液流電池技術發展的同時，也積極推進國內外液流電池技術的標準化。早在2009年初，張華民與電器工業協會聯合，開始籌備液流電池標準化技術委員會。到2012年，國家能源局正式批準成立能源行業液流電池標準化技術委員會（編號nea/tc23），現已制定了全釩液流電池術語、關鍵材料測試方法及電池系統通用技術條件等4項國家及行業標準并發布實施，為我國液流電池研發單位及生產廠商提供了統一的檢測評價標準，規范液流電池市場。2013年初，經多次努力，推動國際電工委員會（iec）成立了液流電池工作組，并提議啟動液流電池術語、通用技術條件和安全三項行業急需的基礎標準的制定。
電池網微信
