寿命长达20年 安全性远超锂电池

博士后团队打造液态金属电池储能系统

湖北日报全媒记者 王成龙 通讯员 楚仁轩

“我们正在研发的这一代液态金属电池储能系统，面向电力系统规模储能的重大需求，使用寿命与安全性远超锂电池，储能成本还大幅降低。”12月8日，在武汉东湖综合保税区11号楼液态金属电池储能系统项目中试平台测试现场，项目负责人王如星和团队成员刚完成一组电池模组的充放电性能测试。

当前，全球能源结构加快调整，新能源的快速发展对储能技术需求迫切。新型储能对于新能源削峰填谷、增强电网稳定性，以及提升能源电力系统调节能力、综合效率和安全保障能力具有重要作用。数据显示，截至今年9月底，我国新型储能装机规模超过1亿千瓦，装机规模占全球总装机比例超过40%，已跃居世界第一。

储能电池技术，是支撑庞大储能市场的关键。“对于中长时储能而言，安全与寿命至关重要。”王如星说，传统的锂电池是由电极、隔膜、电解液组成，当隔膜被刺穿时，会导致正极和负极之间发生短路，从而产生大量热量，可能引发起火。

王如星的博士导师是华中科技大学教授蒋凯。硕博研究生期间，他一直在蒋凯教授团队的电化学储能新技术实验室开展储能电池领域研究。该团队研发的液态金属储能电池，具备超长寿命、高安全性和低成本的优势。王如星介绍，该电池的电极、电解质都是液态，密度不同且不可燃，混合到一起后会自然分层，即使短路，也不会起火燃烧。

除了安全，这种液态金属储能电池还有极强的自我修复性。“锂电是固态电极，长期充放电电极材料会发生损耗，导致电池容量衰减。”王如星说，液态金属储能电池的电极是像水一样的液态，即使在充放电过程中出现一些状态的变化，也会在下一个充放电的循环中自动恢复，因此，这种电池的寿命长达20年。与此同时，王如星团队还运用多元传感、数据建模、AI等技术，为储能系统匹配了运行状态在线感知等功能，相关模组正在开展多工况测试。

王如星从华中科技大学博士毕业后，留校开展博士后研究。2021年，他博士后出站后，成为湖北工业大学电气与电子工程学院的教师，在张晓星教授团队的支持下，继续开展储能系统集成与应用研究工作。

“湖北工业大学是国家职务科技成果赋权改革试点单位，学校一直鼓励我们积极开展科研成果转化落地工作。”2024年4月，王如星联合华科团队，在武汉东湖新技术开发区建立联合研究中心。

“湖北对科技创新的支持和托举，让我们项目的产业化之路走得既顺又稳。”王如星感慨，研究中心成立不到半年，项目就获得了武汉产业创新发展研究院“拨转股”投资支持，用于原材料及测试设备的采购。靠着这笔投资，他们在武汉东湖综保区建起中试基地。

与此同时，湖北省人社部门也长期关注这个博士后科研团队，不仅指导他们参加第三届全国博士后创新创业大赛，还为他们嫁接创投资源。如今，多家创投机构表达投资意愿。

今年6月，王如星团队完成了第一代储能样机产品的生产与测试验证，获得首批测试订单。“未来，新型储能技术、产品及服务的市场规模将达到千亿级。”王如星说，他们计划在2028年建设百兆瓦时级储能系统产线，并实现产品的多场景应用。