中科院金属所宣布在全铁液流电池技术方面取得了重大突破

2026年4月的那一周尾声，当全球的焦点还停留在霍尔木兹海峡上空弥漫的硝烟以及不断攀升的油价之时，一条看似不起眼的科技消息从沈阳传出了。

 

4月27日，中国科学院金属研究所的专家们宣布在全铁液流电池技术方面取得了重大突破，这项成果有望大幅降低可再生能源储能的费用，还能显著延长电池的使用寿命。这消息早在4月1日就已经在《先进能源材料》期刊上发布了相关论文。

 

用铁、盐和水做成的电池，材料花费比锂便宜大约80倍，使用寿命折算超过16年，这一组数据放在当前全球资源紧张、供应链到处出问题的节点上，意义可是非同小可。先得把这个铁电池到底厉在啥地方，弄明白。

 

 

研究团队在分子层面对铁络合物电解液进行了全新设计，为了解决困扰铁基液流电池多年的材料降解和离子穿膜泄漏这两个难题出了一份力。

 

他们的方法是给铁核装上一层“分子盔甲”，这层刚性十足、空间大得可以抵抗氢氧根离子对铁核心的化学腐蚀。另外，密集的负电荷还能产生排斥力，防止活性物质穿膜泄漏。这两道防线同时发挥作用，解决了一直困扰铁基电池负极的“老大难”问题。

 

测试数据摆在眼前，没有半点含糊的余地。中科院方面说，经过6000次循环，电池里头没有出现沉淀，也没有那些有害的副产品，结构依然稳稳的，完好如初。

 

 

这6000次循环，折算下来得超过16年的日常使用寿命，而且还是零容量衰减——不是说衰减得很低，而是根本测不出来了。离子防漏的效率高达99.4%，在高功率条件下能量转化效率还达到78.5%。

 

南华早报直接用“该领域的纪录性表现”来描述这组数据；而中科院4月16日的新闻稿则只简洁地说：“它为大规模能源储存提供了一种低成本、长寿命的方案。”

 

为什么偏偏挑铁呢？这事儿得从2026年春天全球锂市场正经历的阵痛说起。

 

 

津巴布韦作为中国锂辉石的主要供应国，2025年全年从那里进口了大约120万吨锂精矿，占整体的15.5%，折合成碳酸锂当量差不多12万吨。今年年初，津巴布韦突然宣布暂停出口锂原矿和锂精矿，一道禁令一下，把中国锂盐厂的一月存货推到了悬崖边上。

 

不仅仅是津巴布韦，刚果（金）在2025年10月开始实施钴出口配额制度，加纳也宣布到2030年前不再出口未加工矿石，而印尼则大幅度降低镍矿的开采配额——这些资源国集体行动，正逐步夺走全球关键矿产在市场上的话语权，把定价主动权从市场供需手中拿走不少。

 

我觉得，这波资源民族主义的热潮可不只是短暂的波动，而是一个长远的结构性转折。过去二十年，大宗商品价格基本上跟供需关系挂钩，不过现在配额和出口限制越发普遍，这意味着“供给端的行政干预”正逐渐变成影响价格的主要因素，比市场的供需关系还要重要。

 

据分析师估算，到2026年，全球碳酸锂市场可能会出现大约1.58万吨的明显短缺，锂价再次上涨几乎已经板上钉钉了。这还没算上中东那个更为重要的变数呢。

 

这个中东的变数，就是眼下还在持续的美伊战争嘛。

 

自2月28日美以和伊朗爆发了大规模的直接军事对抗之后，原本预想的“闪电战”几乎变成了“拉锯战”。到4月下旬，霍尔木兹海峡正处于美国和伊朗的“夹击”之中——伊朗封锁一次、又解封、再封锁，美方在第一次谈判破裂后，于4月13日正式实施了对伊朗港口的封锁措施。

 

这条每天运送全球五分之一的石油和液化天然气的航道，现在差不多完全瘫痪了。4月2日，布伦特原油价格一度冲到109.44美元每桶，单日上涨了8.19%。

 

霍尔木兹危机对储能行业影响可谓两面刃：一方面，油价一下子飙升，推动燃油车的使用成本上扬，美国主要购车网站上电动车的搜索比例很快从20.7%跳到22.4%，储能和新能源的需求也因此被硬生生带动了；另一方面，中国制造的磷酸铁锂314Ah储能电芯在2026年前六个月内价格上涨了大约22%，锂资源的紧张和需求激增形成双重压力。

 

目前整个储能行业遇到个挺难堪的局面：市场越火，锂价格就越贵，压低装机成本的难度也跟着增加。在这种情况下，铁的作用突然变得格外突出。

 

铁这个东西，不会因为哪个国家出的出口限制被卡住，也不会因为海峡封锁而中断供应，更不会因为地缘冲突价格飙升。它是地壳里最丰富的金属之一，拥有非常重要的能源安全战略价值。

 

中科院那边搞的研究取得了突破，解决了负极电解液稳定性这个关键难题，也正是以往阻碍全铁液流电池迈向商业化的那道最大障碍。以前设计的铁液流电池，最头疼的就是负极会产生氢气，这一问题一直让人头疼不已。氢气不断地消耗活性物质，电池的使用寿命一下子就大打折扣。

 

这堵墙已经被敲开了，但得提醒一句：美国在铁基储能的商业化进度上，动作比咱们快得多。

 

Form Energy这家公司搞的是铁-空气路线，核心原理就是所谓的“可逆生锈”——放电时铁变成铁锈氧化，充电的时候铁锈又还能还原回铁。

 

2026年2月，Xcel Energy宣布将在明尼苏达州松岛镇为谷歌数据中心安置300兆瓦的Form Energy电池，能够连续放电100小时，满充状态下储能高达30吉瓦时——这也是目前全球宣布的最大单体电池储能项目。

 

3月24日，Form Energy又和AI基础设施公司Crusoe签署了12吉瓦时铁-空气电池的战略产能协议，预计从2027年起开始交付。Form Energy的抱负不只是局限在美国国内。

 

2026年3月17日，也就是圣帕特里克节那天，这家公司宣布将和爱尔兰的FuturEnergy公司合作，部署一套10兆瓦1000兆瓦时的铁-空气电池系统，这是他们的第一个海外项目，预计会在2029年开始运行。

 

到现在为止，Form Energy手里的商业项目协议总容量已经超出了75吉瓦时。位于西弗吉尼亚州威尔顿的工厂也在批量生产，计划到2028年达成年产50吉瓦时的目标。

 

另一家在美国的公司ESS Tech，采用的是铁-盐-水的液流电池技术，这和中科院研发的全铁液流电池更为相似。

 

这家企业在军方市场的表现得挺引人注意：美国空军研究实验室签下了990万美元的合约，要在阿拉斯加的清水太空军基地布置多达27兆瓦时的铁液流电池，主要是为了测试在极端环境——比如零下40度时，长时间储能和弹性微电网的可靠性。

 

此前，ESS的产品已经进入了密苏里州伦纳德伍德堡的美陆军战术微电网，旨在降低前线作战基地对柴油发电机的依赖。美军对于铁基储能的看法很明白：安全可靠、不依赖进口的关键矿物，并且能长时间持续运行。

 

由此不免让人思考一个核心问题：中国在铁基储能的商业推广方面是不是已经跟不上了呢？直说吧，在技术应用方面，的确是美国走在前头。

 

Form Energy和ESS Tech都已经开工建厂了，订单也在不断交付，连军方都在用，他们的确走得挺快的。反过来说，中科院的那些技术突破，目前还只是在实验室的原型阶段，没正式投产。可是呢，要看到另一头的情况。

 

到2025年底，中国新型储能的累计装机容量已经达到了144.7吉瓦，比上一年增长了85%，比十三五末的总量多了将近45倍。尤其是液流电池的装机容量，从十三五结束时算起，整整增加了约30倍，达到115万千瓦。

 

中国在全钒液流电池的系统集成、电堆制造和运维方面，已有相当丰富的经验积累，到2025年底，累计投运的全钒液流电池容量突破1吉瓦时，多家企业的千瓦级铁铬液流电池也都实现了稳定运行。这些工程技术已经向铁基路线迁移，基本不需要从零开始。

 

从军事角度来看，铁基储能的战略意义可不仅仅是帮你省点钱那么简单。现在我们正处在一个能源供应链特别脆弱的关键阶段。

 

自美伊冲突爆发以来，波斯湾内大概有两千艘船只上的两万名海员被困在那儿。霍尔木兹海峡的封锁不仅推高了油价，还严重打击了像铝这样的矿产品运输，中东地区的铝产量大约占全球的10%，每年有大约500万吨原铝要经过这个海峡出口出去。

 

海运上海的运输量占了中国对外贸易的差不多95%，而镍资源对马六甲海峡的依赖大概是63.5%，钴资源的依赖更是高达96.4%。要是哪一个关键的咽喉通道出了点啥状况，从锂到镍再到钴，整个新能源的供应链都可能一下子断了链儿。

 

铁这块问题倒是不用太担心。中国每年粗钢产量超过十亿吨，虽然铁矿石进口量很大，但供应渠道还是挺分散的，澳大利亚、巴西、南非、印度这些国家都在供货，基本不存在被某一个国家或者某条航线卡住的危险。

 

有一种储能系统，只靠铁和水就能制造，而且能用上16年不用更换，放在西部高原哨所、南海的岛礁设施、紧急通信点这些地方都不怕火、不怕爆炸，也不怕断供。这种技术在边防保障上的意义，绝不是用金钱能衡量的。美军已经在用铁流电池做极寒环境下的微电网实验了，我们不能再等了。

 

当然，也不能太过乐观。业内都知道，从稳定的电解液化学到能用在商业电网的储能设备，路还很长。

 

液流电池能量密度比不上锂电，容量相同的系统体积会更大，放不进车或者手机里。目前市面上的磷酸铁锂电池，循环次数大概在3000到6000次（80%放电深度），在4小时以内的短期储能场景里，表现还是挺不错的。

 

铁基液流电池真正能大显身手的地方，是在8小时甚至好几天的长时间储能——比如日落之后、风停的时候、连绵阴雨天，电网需要一个经济实惠的“备用仓库”来应对这些没有电的时间段。这块市场正以肉眼可见的速度火热起来。

 

据CNESA的数据显示，中国新型储能的平均放电时间，从2021年的2.11小时逐年增长，到2025年已经上升到2.58小时。到了2026年，放电时长的增长速度明显加快，预计到2030年，这个数字会达到3.47小时。看来，长时储能正逐渐成为行业的重点目标。

 

随着AI数据中心的不断壮大，对电力稳给和备用电源的需求也在飞速上升，预计到2030年，全球AI数据中心的锂电池储能出货量会突破300吉瓦时。像谷歌、微软、Crusoe这些大型公司，都把铁基电池视作保证247正常运营的重要因素，也不是没有原因。

 

我们认为，在接下来五年里，铁基储能还难以取代锂电在主导地位上的位置，但在电网长时储能和军事微电网这两个方面，可能会迎来比较快的突破。

 

中科院的这个突破，关键不在于今天就能量产，而是在于它在电化学方面证明了“铁是行得通的”——达到了6000次零衰减。一旦这个数据被国际同行独立验证，未来将在铁基液流电池领域树立新的标杆线。把眼光再放远一些。

 

到了2026年，地缘纷争已经让“能源安全”四个字从政策文件里脱颖而出，变成每个国家都感受到的切身难题。油价飙升，把经济压得喘不过气来——德国下调了增长预期，意大利、泰国也都调低了预期，法国跟着调整。国际货币基金组织把2026年全球增长的预期又砍到3.1%。

 

分析人士认为，美伊冲突之后，各国加快新能源布局的步伐，储能行业也有望持续保持火热。谁能在储能材料方面突破对少数国家、少数矿种、少数航线的依赖，那就意味着在这场全球能源格局重塑中占据了有利位置。

 

中国的科学家用地球上价格最低的金属之一——铁，制造出了一块能跑6000次仍不掉容量的电池。算下来，原材料的花费只相当于锂的八十分之一，使用寿命还能达到16年。

 

这事儿的份量不是说它能不能今天就走到生产线，而是指出了一条明确的战略路线：把储能的命根子从锂矿、津巴布韦、霍尔木兹海峡拿走，变成摆在自己脚底随便踩的泥土和矿石里。铁基储能这场仗，虽然中国算不上最早起步，但底牌确实挺硬。

 

接下来要瞧的，就是这个技术从实验室走到电网这一路上，到底能奔跑得多快点。

来源｜钒电池