根据IDTechEx发布的市场报告《2024-2034年氧化还原液流电池市场：预测、技术与市场》，随着对这些技术的需求不断增长，价值链上各利益相关者的盈利机会也将随之增加。在价值链的早期阶段，利益相关者将专注于制造材料和组件，并将其供应给液流电池开发商。.

电解质

一套完整的液流电池（RFB）系统由三个主要部分组成：电解液、电池堆和辅助设备（BOP）。应用最广泛的液流电池系统是钒液流电池（VRFB），它使用昂贵的钒电解液。2021年，全球矿商供应了12万吨钒，其中92%用于钢铁生产，而钒液流电池市场仅占2%。嘉能可（Glencore）、拉戈（Largo）和布什维尔德（Bushveld）等主要公司负责钒矿开采，并将继续在供应链的这一环节中扮演关键角色。钒电解液约占钒液流电池单位成本的30%至50%，其成本将受到系统整体规模和所需储能时间的影响。.

细胞堆叠

电池组件在液流电池的单位成本中占很大一部分，它由几个关键部件组成，包括隔膜、双极板、电极、垫片和密封剂。可以说，液流电池堆中最昂贵的两个部件是隔膜和双极板。随着液流电池装机量的增加，对这些系统部件和材料的需求也将随之增长。.

RFB电池堆叠爆炸图。来源：IDTechEx

膜

膜的作用是防止生物反应器（BR）中的两种电解质混合以及两个电极接触，同时允许相反离子（例如H+）流动。膜通常需要在离子电导率和物种选择性之间取得平衡。商用膜的厚度范围为50至200微米。在生物反应器中，理想的膜应具有良好的离子交换容量和离子电导率，对活性物质的渗透性低以防止自放电，并且能够耐受腐蚀性物质的化学侵蚀。.

液流电池中最常用的膜是阳离子交换膜（CEM）。阳离子CEM可分为氟化膜和非氟化膜。氟化阳离子CEM的标准材料是全氟磺酸（PFSA），其中杜邦公司最初生产的Nafion是典型代表。它们具有良好的离子电导率和耐酸性，但在钒液流电池（VRFB）中，钒物种的交联率不可忽略。一些液流电池开发商在接受IDTechEx采访时表示，他们已将研发重点放在缓解这一问题上，并声称这不再是其技术的缺点。然而，由于这些材料可能具有商业优势，因此一直处于保密状态。鉴于阳离子CEM的综合性能，预计它仍将是液流电池系统中最受欢迎的膜选择。然而，正如IDTechEx的研究强调的那样，它是电池堆中成本较高的组件，约占电池堆总成本的50%。.

双极板

双极板能够提高电池堆的结构稳定性，并允许电子从一个半电池的正极流向下一个半电池的负极。双极板的常用材料包括石墨、石墨填充聚合物、钛或钢。在复合双极板的制造过程中，通常会使用粘合剂，这些粘合剂通常是热塑性塑料或热固性聚合物，例如氟聚合物、聚乙烯和聚丙烯。这些粘合剂通常占双极板材料成分的10%至20%。双极板制造商包括Hycco和Schunk。最终，双极板构成了电池堆成本的重要组成部分。.

视角

未来十年，液流电池（RFB）制造商必须建立完善的供应链，以满足日益增长的长寿命储能技术需求。价值链参与者将有更多机会向液流电池开发商供应材料和组件。这些材料和组件可能包括电解质、膜、双极板，以及构成它们的各种材料，例如全氟磺酸（PFSA）、石墨、石墨填充聚合物、钛、钢、热塑性塑料、热固性聚合物等等。虽然电解质占液流电池单位成本的30%到50%，但膜和双极板也分别占液流电池单位成本的30%到50%。.

作者：康拉德·尼科尔斯，IDTechEx公司技术分析师