前言

电能是现代社会人类生产和生活中必不可缺的二次能源，随着社会经济的发展，人们对电能的需求量越来越大，然而化石能源逐渐枯竭以及其大量消费带来环境污染，因此，风能、太阳能等可再生能源的开发和应用越来越引起各国的高度重视，可再生能源将逐渐取代传统的化石能源，由辅助能源转为主导能源。

风能、太阳能等可再生能源发电具有明显的不连续、不稳定、不可控的非稳态特性。可再生能源发电的普及应用，面临着电网接入和消纳问题。与煤炭、石油、天然气等一次能源不同，电能不容易大规模直接储存，必须通过能量转换过程来实现电能的储存。大规模储能技术是解决风能、太阳能等可再生能源发电非稳态特性的关键核心技术。

大规模电化学储能技术是指通过电化学反应装置，通过电化学反应实现化学能与电能之间的相互转换，实现电能的大规模储存和释放。液流电池特别是全钒液流电池储能技术，是利用正、负极电解质溶液中钒离子价态的变化，来实现电能的储存和释放。由于其具有储能规模大、安全性高、充放电循环寿命长、生命周期中性价比高、环境负荷小、电池材料可循环利用、环境友好等优点，近年来越来越得到世界各国的重视，发展越来越快，技术越来越成熟，有十分巨大的市场前景。

作者从1982年在日本留学时，就开始燃料电池相关技术的研究，2000年回国后，作者的研究团队先后从事了多硫化钠/溴液流电池、全钒液流电池、锌/溴液流电池和锌/镍液流电池的电解质溶液、电极双极板、新型离子交换（传导）膜等关键材料以及电池电堆等核心部件的研究和工程开发，液流电池储能模块和大规模液流电池的系统设计、制造、集成及控制管理技术的研究开发以及其工程化、产业化技术平台建设及应用示范技术创新，使我国全钒液流电池储能技术处于国际领先水平。先后申报了150余项专利，发表了50余篇学术论文，积累了丰富的研究经验和大量的技术资料。本书是在上述经验积累的基础上撰写的。

本书共分为8章。第1章概要介绍了能源和储能技术发展背景。第2章从原理、技术现状及发展趋势方面介绍了抽水储能、压缩空气储能、锂离子电池、钠/硫电池、钠/镍电池等大规模储能技术。第3章概要介绍了各种液流电池储能技术。第4章介绍了液流电池的电化学基础。第5章～第7章阐述了液流电池关键材料、核心部件、电池系统技术。第8章介绍了液流电池的应用。本书内容涉及电化学、材料科学、新能源技术和化学工程等。本书适合于大规模储能技术、智能电网技术研究开发和应用的工程技术人员，高等院校、科研院所从事储能技术研究的人员和研究生阅读。

本书在撰写过程中，作者的同事和研究生李先锋、赖勤志、马相坤、邹毅、刘宗浩、王晓丽、刘涛、孙晨曦、邢枫、许壮、张洪章、姚川、郑琼、丁聪、程元徽、张立群等为相关章节资料收集、文字和引用文献校对等方面做了大量工作，刘盛林为书稿绘制了大量图表，荣倩对本书进行了合并整理、校对。在此，作者对为本书的撰写做出贡献的同事和学生们表示衷心的谢意。

本书由大连市学术著作出版基金资助出版。大连市学术专著资助出版评审委员会为本书的出版提供了宝贵支持，在此，作者表示衷心的感谢。

由于作者知识积累和学术水平有限，而且液流电池技术发展迅速，因此，书中难免会出现不足和疏漏之处，敬请同行和读者批评指正。

编著者

2014年8月