我国研制“钒”尔赛电池！未来有可能取代锂电池，究竟是何来头？

在全球范围内，风能和太阳能发电站的数量不断增加，这是能源转型最明显的信号之一。

但要让这场转型真正走通，还有一个绕不开的关键问题必须回答：电能该如何储存？其中一种选择，是把电直接储存在液体里。它究竟是如何实现的？能否与现有技术正面竞争？以及，为什么中国在这一领域走在了前面？

研究机构预计，如果各国延续现行能源政策，到2050年需要安全储存的电力规模将超过1000吉瓦；如果各国坚守各自的二氧化碳减排承诺，储能需求可能几乎翻倍。市场分析人士估算，仅在未来七年内，全球储能市场规模就有望突破2300亿美元。

摆在产业面前的问题是：到底哪一种技术，能够真正满足如此庞大的需求？

目前占据主导地位的是锂离子电池，也就是电动汽车所使用的那种，然而它依赖钴、镍等原材料。

另一个长期挥之不去的隐忧则是安全性，网络上充斥着汽车电池起火的触目画面——由过热、短路或缺陷引发的事故虽然概率不高，但一旦发生在大型储能设施中，后果可能是灾难性的。

2025年1月，美国加州一座大型储能电站突发火灾，由于内部化学反应持续进行，大火几天都无法扑灭。与之形成鲜明对比的，是一种被认为更安全的技术——氧化还原液流电池，尽管严格说来它并不算真正意义上的"新技术"。它最早出现在20世纪70年代，美国航天局甚至持有一项相关专利。

研究人员克劳迪娅·魏德利已经与液流电池打了十多年交道。她解释说，原理其实并不难理解：电池由可以通过电流充放电的液体构成，液体中含有溶于水的活性物质。

目前应用最广泛的版本使用重金属钒，通过电化学方式储存电能，钒离子在正负两极之间来回移动，电能本身则储存在外部的储液罐中。

这里就有一个与锂电池截然不同的重大优势：如果需要更多的储能容量，只要造更大的储液罐就可以。两种液体分别存放在独立的罐里，然后被泵入电化学电池堆。

它们在电池堆内部仅通过一层质子交换膜相隔，电子在外部电路中流动，从而完成充电或放电。只要罐体够大，容量就能几乎无上限地扩展，这是把能量和功率彻底解耦带来的天然优势。

液流电池的性能，很大程度上取决于电极材料的质量，而这正是科研人员发力的方向。实验显示，以中孔碳改性后的碳毡作为全钒液流电池的阳极材料，相比传统碳毡具有更好的电化学性能和循环稳定性，还能够有效提高电池的能量密度和功率密度。

研究人员借助扫描电子显微镜、透射电子显微镜对样品形貌和结构进行表征，并通过循环伏安法、恒流充放电等方法对其进行了系统评估，确认了这种改性材料在长期运行中的优势。

进一步的研究还发现，中孔碳改性碳毡具有良好的化学稳定性，不易受到电化学反应本身的侵蚀和损害。这意味着全钒液流电池可以拥有更长的循环寿命和更稳定的运行表现——而这恰恰是大规模储能场景下最被看重的两项指标，也是它敢于叫板锂电池的底气所在。

在全球液流电池版图上，中国已经形成了难以忽视的集团优势。全球市场的龙头也是一家中国公司——融科储能，遥遥领先于其他竞争者。相比之下，曾经在基础研究上占优的德国，并未跻身第一梯队。

朱雍说，在德国，同事们在研发工作中非常严谨细致，想避免哪怕最细小的问题和差错，因此花的时间相当长；而在中国，一切讲究速度，看到机会就说"好，冒点险，先试试，再在实践中改进"——这是一个关键差异。

作为化学家和发明人，他说，看着自己的发明走向技术化和大规模生产，是件了不起的事。

他的发明是一种可以替代钒的新型有机材料，用于液流电池。有机储能材料最大的优点是，可以从非常基础的原材料出发，在几乎任何一家化工厂里生产，不依赖特殊矿产或稀有资源，而是可以由丙酮、氨等简单物质制成，这些物质在全球范围内的产量都极为庞大。

这让该技术摆脱了对关键原材料和复杂供应链的依赖。

这一点之所以关键，是因为钒的价格剧烈波动，使相关业务变得更加艰难。欧盟甚至把钒列为"关键原材料"，这个标签本身就意味着它随时可能短缺并大幅涨价。

替代性的储能液体有望同时推动液流电池的销售和产能扩张。朱雍介绍，这也是其母公司全球化战略的一部分：在市场打开之后，计划把生产扩展到全球范围——中国、欧洲以及可能的美国。

目前中国厂区正在扩产，目标是到2026年底达到5吉瓦时产能。朱雍对未来充满信心，他相信十年之内，这家公司将跻身固定式液流电池储能市场的头部企业之列，在欧洲乃至全球完成大量吉瓦时级别的装机。

液流电池灵活、寿命长，比锂离子电池更安全，但它尚未得到充分验证，价格也更高。能否真正突破，取决于两件事：成本能否下降，以及全球贸易格局将如何演变。

可以确定的是：要让太阳能和风能真正替代化石燃料，就必须保证在任何天气条件下电力都能稳定进入电网，而这离不开大规模、可靠的储能系统。

归根到底，这场围绕钒与碳毡的技术突围，考验的是材料、工艺和产业节奏的综合实力。阳极材料的每一次改性、循环寿命的每一次延长，背后都是对能量密度、功率密度和化学稳定性的反复打磨。

中国在这条赛道上之所以领先，不只是因为资金和产能，更因为愿意把实验室的新发现迅速推上工厂的流水线。当钒电池真正学会用液体锁住阳光与风，锂电池称霸储能的时代，或许就要被改写了。