摘 要 本文对2025年度中国储能技术的研究进展进行综述。通过对基础研究、关键技术和集成示范三方面的回顾和分析，总结得出了2025年中国储能领域的主要技术进展，包括抽水蓄能、压缩空气储能、飞轮储能、铅蓄电池、锂离子电池、液流电池、钠离子电池、超级电容器、新型储能技术、集成技术和消防安全技术等。研究结果表明，2025年是中国储能高速发展的一年，储能技术多元化并进、新增装机创历史新高、市场化政策机制实现突破、产业格局加速发展。中国继续保持全球基础研究、技术研发和集成示范最为活跃的国家地位。中国机构和学者在储能领域发表SCI论文数、申请WIPO国际发明专利数和储能系统总装机均稳居世界第一且在持续增长，和其他储能强国相比，优势有进一步扩大的趋势。总体上中国储能实现了规模化发展，且正在向全面商业化发展转变。

关键词 储能；技术；进展

随着国家双碳战略的深入实施，我国的能源转型加速推进。党的二十届四中全会指出“加快建设新型能源体系，建设能源强国”。我国可再生能源实现了跨越式发展，可再生能源发电装机占比超过60%，风光装机已历史性超过火电，建成了全球最大的清洁能源系统。相应地，储能已从电力系统的支撑技术，升级为新型电力系统的核心主体；从能源体系的配套设施，升级为新型能源体系的核心基础设施；从新兴培育产业，升级为国家新兴支柱产业。储能已成为抢占国际战略新高地的重要领域，对构建安全高效、清洁低碳的新型能源体系具有重要意义。

“十四五”期间，我国储能行业经历了高速发展，实现了从商业化初期向规模化发展的转变。2021—2024年，笔者对中国的主要储能技术的年度研究进展进行了综述，得到了学术界和产业界的广泛关注。2025年，中国储能技术和产业又经历了高速发展的一年，储能技术多元化并进、新增装机创历史新高、市场化政策机制实现突破、产业格局加速发展。总体上，中国储能已开始从规模化发展向全面商业化发展转变。学术界和产业界的朋友鼓励笔者继续撰写年度综述文章，对中国2025年储能技术的研究进展进行系统地回顾和分析。

本文是受《储能科学与技术》期刊邀请，依托中国化工学会储能工程专委会和中国能源研究会储能专委会的专家，拟对2025年中国的主要储能技术的研究进展进行综述，包括抽水蓄能、压缩空气储能、储热储冷、飞轮储能、铅蓄电池、锂离子电池、液流电池、钠离子电池、超级电容、新型储能技术、系统集成技术和消防安全技术等，希望能够通过对储能技术基础研究、关键技术、集成示范等的回顾和分析，总结2025年中国储能技术领域的主要进展，为储能领域的研究生、科研工作者、工程技术人员等行业从业者提供参考。

本文共14节，其中前言由陈海生撰写，第1节抽水蓄能由陈满、徐德厚、马一鸣、周学志、黄凡旗撰写，第2节压缩空气储能由周学志、朱轶林、徐玉杰撰写，第3节储热储冷由王亮、张艳、张欣霖、林曦鹏撰写，第4节飞轮储能由胡东旭、戴兴建、张华良撰写，第5节铅蓄电池由林海波、李杰才、刘为撰写，第6节锂离子电池由李泓、岳芬撰写，第7节液流电池由李先锋、张长昆、俞振华撰写，第8节钠离子电池由胡勇胜、张姣、刘语撰写，第9节超级电容由安仲勋、刘语撰写，第10节其他新技术由周学志、陈仕卿、徐玉杰（重力储能）、王亮、史卓群（热泵储电）、蒋凯、李浩秒、石琼林（液态金属）、唐永炳，欧学武、宋振（双离子电池）、陈人杰（智能电池）、俞海龙（全固态电池）、尹钊、魏路、俞乐、徐玉杰（AI for储能）撰写，第11节集成技术由钟国彬、宋振撰写，第12节消防安全技术由王青松、梅文昕、岳芬撰写，第13节综合分析由陈海生、张宇鑫、李臻撰写，第14节结论由陈海生撰写，全文由陈海生统稿。由于作者水平有限，加之时间仓促，文中不足和不妥之处，敬请读者批评指正。

1 抽水蓄能

抽水蓄能具有技术成熟、容量大、寿命长、成本低等优点，但存在需要特定地理条件、建设周期长、对生态有影响等挑战。2025年我国抽水蓄能行业继续保持高速发展态势，技术向大容量、高参数、智能化和市场化方向发展，特别是智能化发展速度加快。基础研究重点方向包括流体流动特性、机组设备与控制技术、系统调度和优化、智能化与新技术等；关键技术研发重点包括机组设计与制造技术、高参数工程与施工技术、智能运维与管理技术等。

1.1 基础研究

在流体流动特性研究方面，文献[7-8]研究了侧式进/出水口水力学性能演变规律，并指明了进/出水口结构布置的优化方向；在此基础上，文献[9]通过进/出水口漩涡特性试验，提出设置双层消涡梁等消除有害涡旋的措施。文献[10]对长短叶片转轮无叶区压力脉动开展非定常模拟，发现动静干涉使脉动主频呈5fn，额定水头下幅值更高，原因为短叶片压力面侧大尺度涡的积聚增强。文献[11]聚焦泵工况驼峰区，定量揭示了72%~86%的能量耗散集中于转轮与导叶系统，无叶区涡群演化及近底环剧烈变化的速度梯度是损失主因。文献[12]进一步区分双驼峰区机理，第一驼峰由转轮进口前盖板侧流动分离致损失骤增130%主导，特征频率含0.8fn、3.8fn等非线性成分；第二驼峰则由导叶旋转失速加剧致损失翻倍主导，动静干涉频率7fn幅值增大68%。文献[13]针对飞逸工况，采用1D-3D耦合方法揭示了转轮流道内超500 s-1大尺度涡与尾水管涡带贴壁转变的协同机制，引发以1倍及2倍叶片频率为主的高频高幅脉动。文献[14]建立全流道可压缩耦合模型，证实长尾水管与机组内部存在强双向耦合，压力脉动频率受动静干涉与管道涡结构共同调制，确立了全系统耦合模拟的必要性。文献[15]设计仿生导叶，使反S区显著缩小，低频压力脉动幅值降低31.2%。文献[16]采用轴面收缩导叶，使泵单级水力效率由91.59%提至95.16%。文献[17]证实变速机组可优化蜗壳高压与尾水管低压极限值，缩短转速调节时间。文献[18]证实“调压室-竖井结合布置”能有效降低水头损失，水锤波反射性能优于传统分离式。文献[19]以某抽蓄电站事故闸门为研究对象，联合SST k-湍流模型、VOF流体体积模型与重叠网格技术，研究了相同初始水位和不同流量工况下，闸门关闭过程中关键部位的动应力演化过程及其附近复杂流场演变规律。文献[20]研究了同发同抽不等流量运行的水力特性，推荐选择抽发流量比为2.0及以上。

在机组设备与控制技术方面，文献[21]构建了由有压输水系统、水泵水轮机、交流励磁发电机和调速器等组成的变速抽水蓄能机组精细化模型，对抽水蓄能电站典型水力过渡过程开展了深入的计算分析。文献[22]基于特征线法构建了全功率变频抽水蓄能机组调节系统的精细化模型，探讨了全功率变速抽水蓄能机组甩负荷工况下的动态特性和安全性。文献[23]研究了变速机组暂态无功支撑机理，分析了电机本体参数、励磁控制参数和非线性因素对机组暂态无功支撑能力的影响。文献[24]构建了抽水蓄能电站送出系统的功角时间尺度模型，研究了定速/变速协同暂态功角稳定性。文献[25]建立了双馈感应电机、水泵水轮机及调速器的耦合数学模型，验证了机组对功率调节的动态响应特性。文献[26]提出高参数机组重点发展方向，包括变速抽水蓄能、多级抽水蓄能、海水抽水蓄能和地下抽水蓄能等。

在系统调度和优化方面，文献[27]围绕选址对象与技术方法分析了抽水蓄能选址原则，为项目选址决策提供理论参考和方法借鉴。文献[28]提出考虑新建上库、新建下库、上下库联动三种工况的特征水位拟定方法，运用穷举法和分段迭代法，提高了方案科学性。文献[29]考虑集中式、分布式光伏电源与太阳能热电站，建立了以投资成本、发电收益及系统灵活性为目标的抽水蓄能电站双层规划模型。文献[30]提出基于卧式抽蓄的风光水储联合运行优化方法，通过对常规水电融合改造，降低了联合运行系统的日均供电缺口。文献[31]建立了包含风电、光伏、混合式抽水蓄能、电化学储能的一体化电站配置运行两阶段随机优化模型，得到了多种电源的配置与运行情况，以及不同资源禀赋下的电源配置方案。文献[32-36]针对梯级混合式抽蓄，开展了动态控制技术研究，使剩余负荷峰谷差和弃电率均大幅降低。文献[37]和[38]分别提出供需不确定下分层优化调度策略，并分析抽蓄集群规划与运营，支撑抽水蓄能灵活调控与规模化布局。文献[39-45]开展了抽蓄机组的容量配置优化研究，大幅提升抽蓄和风-光等多能耦合机组的配置特性和系统经济性。

在智能化与新技术方面，文献[46]构建大语言模型智能运维辅助系统。文献[47]建立整机动力学模型，明晰机架振动特性机理以支撑机组振动评估。文献[48]提出基于改进经验模态分解和全局注意力机制优化时间卷积网络的机组状态趋势预测方法，能够更精确预测振动信号的发展趋势。文献[49]基于ICEEMDAN和CNN-LSTM-ATTENTION实现机组振动精准预测。文献[50]提出了基于云管边端协同的视频监控智能体方案，通过算法模型分层部署和协同机制，解决高时延和高耗能问题，提升了智能运维、智能巡检等场景的实时应用水平。此外，在新型抽水蓄能技术方面，文献[51]分析了废弃煤矿抽水蓄能应用现状，建议西北地区采用“地下储水库+抽蓄”联合模式。文献[52]将新型抽蓄分为地下、水下、半地下、跨季节跨地域等类型，认为人工挖掘地下空间最具潜力。

1.2 关键技术

在机组设计与制造技术方面，广东肇庆浪江300 MW变速抽水蓄能机组交流励磁系统通过工厂试验并正式下线，该机组输出电流和电压分别达定速机组的3倍和10倍。惠州中洞400 MW级变速机组交流励磁系统首条功率支路通过工厂试验。两河口抽水蓄能项目300 MW/272.7 r/min电动发电机模拟样机通过验收，攻克了“容量-电压-转速”匹配难题。东方电机研制成功22极-300 MW电动发电机。另外，我国已将300 MW和400 MW级国产变速抽蓄机组成套设备纳入能源领域首台（套）清单。

在高参数工程与施工技术方面，文献[53]完成800 MPa级超高水头引水钢岔管水压试验；文献[54]开展高水头抽水蓄能电站高压岔管稳定性分析。文献[55]优化堆石坝面板混凝土配合比，解决大体积温控难题。文献[56]研究抽水蓄能电站排水廊道TBM施工技术。文献[57]研发排水系统小直径TBM高效物料运输系统，可提升施工效率与安全性。文献[58]综合考量钻孔速度、质量及钻头磨损，构建钻进参数优化模型，确定不同地质条件下的最优参数组合。文献[59]针对沥青混凝土面板堆石坝开展抗震安全性分析，有效提升了坝体在极端地震工况下的整体稳定性能。文献[60]在广义塑性理论框架下，提出一个改进本构模型，以准确预测抽水蓄能电站面板堆石坝在频繁水位波动下的应力变形特性。文献[61]以湖北大冶抽水蓄能电站为例，通过现场测试与反演分析，探明了深埋复杂多岩层条件下地应力场分布特征，证实引水隧洞各段抗水力劈裂安全系数均超1.1，可采用普通钢筋混凝土衬砌。

在智能运维与管理技术方面，智能诊断系统的快速发展，实现了多种监测数据的采集融合，大幅消减了机组监测盲点，实现了智能监测、状态评估、智能诊断和智能运维等新技术新产品在抽水蓄能电站的完整运用。福建永泰抽水蓄能机组智能诊断系统及行业首套CAVE数智化运维检修仿真平台投入使用，该平台能够实现机组实时数据和运行状态的可视化监测孪生，助力用户实现设备全生命周期数字化运维管理。三峡集团“大禹大模型”在水电生产运行、设备运维、日常办公等场景实现智能应用落地。国家能源集团的云上水电平台完成部署，标志着首个高精度水电大模型智能问数技术成功应用。尚志抽水蓄能电站的“模助”智能施工管理平台，成为驱动全链条智能施工的“数字中枢”，可在模型上批注质量缺陷、安全隐患、物资调配需求，系统自动追踪责任人直至问题闭环。

1.3 集成示范

2025年，我国新增抽水蓄能装机容量748万千瓦。清原、宁海、句容、五岳、缙云、梅州二期、洛宁、南宁、易县、天台等十座抽水蓄能电站或机组投运，混合式抽蓄、地下硬岩抽蓄等新型技术路线示范工程稳步推进，行业创造多项世界第一。浙江天台电站首台425 MW机组并网，成为国内单机容量最大抽蓄电站，以724米额定水头创造世界最高水头纪录，标志着我国在超高水头、超大容量抽蓄领域达到世界领先水平。松阳抽蓄电站应用国内首台超深竖井全断面扩孔式硬岩掘进机“天工号”，建成国内最深637米竖井，标志我国超深竖井施工装备与智能建造水平迈入国际先进行列。江苏句容抽水蓄能电站创造了世界最高抽水蓄能电站大坝（182.3米）、世界最高沥青混凝土面板堆石坝和世界最大库盆填筑工程。广西南宁抽水蓄能电站从主体工程开工到4×300 MW机组全面投产仅用时41个月，刷新国内同类型电站建设速度纪录。

2025年，国家发展改革委、国家能源局联合发布了《抽水蓄能电站开发建设管理暂行办法》，为我国抽水蓄能行业规范管理提供了制度依据。浙江缙云电站375 MW宽负荷机组投运，机组稳定运行区间拓展至30%~100%额定功率。平江抽蓄电站完成国内首个二次系统智能一体化联调，实现监控、调速、励磁等多系统协同，控制信息交互时间从秒级缩短至毫秒级，预计缩短单台机组现场调试时间25%以上。辽宁清原电站、广东梅州抽蓄二期电站均实现了机组控制的软硬件全面国产化和自主可控。广东梅州抽蓄二期电站还实现“投产即入市”，全站电量进入电力现货市场，成为全国市场化容量最大抽蓄电站，开创了“报量报价”交易新模式，标志着抽水蓄能参与电力市场交易进一步深化。

2 压缩空气储能

压缩空气储能技术具有储能容量大、周期长、寿命长、比投资小等优点，被认为是大规模储能的重要方向，但传统压缩空气储能系统存在需要特定地理条件，需要燃烧化石燃料等挑战。2025年，我国压缩空气储能技术取得了跨越式发展。总体上，压缩空气储能技术实现了100~300 MW级系统从集成示范阶段向推广应用阶段的转变，在系统总体特性与全工况能量损失机理、关键部件技术、集成示范与并网运行等方面均取得重要进展。

2.1 基础研究

在系统总体特性与参数优化方面，文献[62]从系统构型、热力学过程和关键部件三个层面总结了压缩空气储能的总体特性，提出压缩机、膨胀机、储气室及储热子系统的协同匹配是决定系统效率、储能密度和工况适应性的核心因素。文献[63]基于变速运行理念提出双轴变速CAES系统，并在高效与宽工况兼顾的目标下确定最优变速匹配方案，相较于传统定速运行，变速方案可使系统效率提高2.04%。文献[64]针对先进绝热CAES系统，考虑热耦合特性建立配置优化框架，优化压缩/膨胀与蓄热单元的匹配关系，提升系统能量利用效率并降低热不匹配损失。文献[65]基于一维损失模型对填充床蓄热耦合的绝热CAES系统开展优化设计（滑压运行），分析关键参数对压缩/膨胀与热储匹配及系统效率的影响，确定了系统最优配置与运行边界。文献[66]针对水下压缩空气储能系统的柔性气囊开展特性实验研究，揭示了不同工况下气囊的力学-热力学耦合规律，为恒压CAES系统总体参数优化设计提供理论指导。

在压缩机内流特性及变工况调控方面，文献[67]研究了压缩空气储能系统径向进气混流压缩机的叶顶间隙流动特性，揭示了叶顶间隙对压缩机流动稳定性、效率以及压力比的影响。文献[68]基于应用场协同理论研究了压缩机内部流场的二次流涡旋产生的局部耗散机理，揭示了内流损失分布规律。文献[69]通过数值方法研究了压缩空气储能系统中涡旋压缩机在变工况下的瞬态内流特性，分析了压缩机内部气动损失和性能衰减机制。文献[70]建立了包含机械损耗的实际热力学模型，通过先进㶲分析揭示了压缩机在储能阶段产生较大内部不可逆㶲损失的内在机理。文献[71]提出了一种基于代理模型和遗传算法的轴流压缩机叶片三维弯掠结构优化方法，在保证气动性能的前提下显著降低了动叶的最大等效应力，提升了设备长期运行的安全性。

在膨胀机内流特性和变工况调控方面，文献[72]针对CAES系统中的轴流膨胀机，通过数值模拟揭示了高温高压工况下轴向热膨胀导致的级间间隙变化对内部流场特性及气动效率的影响。文献[73]通过数值模拟研究了渐扩式排气管道扩张角对流动损失与动能回收效果的影响，确定了实现最佳静压恢复的扩张角度，为提升膨胀机系统整体输出效率提供了理论指导。文献[74]通过引入旁路控制策略，动态调节膨胀比以克服压力下降导致的功率衰减，并利用数值模拟优化排气管道扩张角，进而有效提升系统的整体能量密度和输出效率。文献[75]提出将旁路系统应用于膨胀机组中，通过设计多种旁路控制策略动态调节各级膨胀比，有效克服了压力下降导致的功率衰减，延长机组发电时间的同时提高了系统能量密度。

在蓄热（冷）换热器传蓄热特性方面，文献[76]建立了耦合熔盐储热的补燃式系统热力性能分析模型，详细分析了高温熔盐在换热器中的传蓄热特性。文献[77]重点研究了中温蓄热压缩空气储能系统的动态模拟，对换热器端差、储热介质在充放气循环中的瞬态传热特性及压力控制策略进行了详细建模与验证。文献[78]提出用非传统的管壳式换热器代替传统的换热器，采用合并的工业热回收蒸汽发生器技术设计热空气发生器。文献[79]提出了一种利用内部热交换器和余热的主动热管理策略，建立了新的热力学模型来模拟空气温度和压力的动态响应，并通过实验验证了内部换热器控制空气温度的有效性和模型的准确性。文献[80]建立了微型压缩空气储能热电联供系统的完备动态模型，考虑了换热器和蓄热器的变工况特性，分析了换热器端差与换热匹配随负荷变化的响应规律。

在储气室热力学和气密性等研究方面，文献[81]采用CFD数值模拟方法，研究了某拟建隧洞式CAES地下储气库在首次充放气运行条件下的热力学过渡过程，分析了储气库布局方式对压缩空气热力学过渡特性及储能能力的影响。文献[82]针对人工硐室储气技术，通过对比储气装置的绝热模型和等温模型来研究密封层材料的选择（如聚氨酯聚合物砂浆）及其低渗透特性，并分析了开挖损伤区对气体泄漏风险的影响，提出了利用密封层和相对坚硬围岩使破裂带最小化的措施。文献[83]针对压缩空气储能用衬砌岩石洞室的稳定性，设计并进行了相似物理模型试验，分析了饱和及循环气压工况下LRC的热力学响应及变形特性。文献[84]通过实验研究了等压压缩空气储能系统中储气室的动态特性，详细分析了储气室在充放气过程中的热力学行为、气密性变化及压力波动，揭示了储气室内部气体膨胀和压缩过程对热传导、气体流动和密封性要求的影响。

在压缩空气储能系统与其他系统耦合研究方面，文献[85]首次提出热储式压缩空气储能系统与空气分离装置耦合方案，通过CAES向ASU供给高压空气并回收部分液氮用于发电，实现降低空分压缩能耗和提升系统经济性的协同效果。文献[86]将新型氢燃料压缩空气储能系统，与质子交换膜电解槽电池和质子交换膜燃料电池相结合，耦合系统设计效率为74.3%。文献[87]提出了一种将压缩空气储能系统与燃气轮机联合循环系统相耦合的设计方案，通过系统集成有效利用压缩热，CAES子系统的往返效率、运动效率和能量储存密度分别为78.8%、79.37%和3.56 kWh/m3。文献[88]提出压缩空气储能与生物质热电联产耦合的多联产系统，利用压缩余热与生物质系统协同供热供电，从而增强系统的热电联供能力与综合利用性能。

2.2 关键技术

2025年，我国压缩空气储能在系统总体设计技术、压缩机技术、膨胀机技术、蓄热（冷）换热器技术、系统集成技术与控制技术等核心技术领域取得重要突破。系统总体设计方面，中国科学院工程热物理研究所基于“过程对应-参数匹配”设计理论首次提出并建成了涵盖“系统设计-关键部件-集成控制”的完整变速压缩空气储能研发设计体系。压缩机技术研发方面，文献[89]突破了总体设计及优化、全三维流动优化、长转子复杂轴系结构设计、高效变工况控制等关键技术难题，成功研制具有完全自主知识产权的国际首套单机功率超过100 MW压缩空气储能压缩机，相比已有压缩空气储能压缩机，其单机功率提高100%以上，单位成本大幅降低，同时具有效率高、压力大、运行范围宽等优点。膨胀机技术方面，文献[90]通过采用调节流道静叶安装角的技术方案，适当减小静叶安装角，提高调节喷嘴的进口压力，实现节流损失显著降低，提高膨胀机的效率，为压缩空气储能系统膨胀机的设计、优化和运行控制提供了重要的理论依据和技术支持。换热器技术方面，文献[91]通过强化传热与宽工况动态匹配等技术路线，改善了换热效率与流动阻力之间的权衡，并提升了换热器与系统集成的适配性，为CAES系统全场景工程化落地提供了核心支撑。在系统集成技术方面，针对传统冷热电联产系统变工况性能差、余热利用不充分问题，突破了CAES与蓄热装置深度耦合的多联供系统集成技术，构建电-冷-热-压缩空气多联供系统，实现烟气余热的梯级回收与综合利用等。

2.3 集成示范

2025年，我国压缩空气储能集成示范方面实现了里程碑式的跨越。在去年实现从100 MW向300 MW级跨越的基础上，今年实现了300 MW级系统从集成示范走向推广应用。国信苏盐淮安盐穴压缩空气储能示范项目2号机组并网成功，该项目采用了进口温度为330℃的300 MW级高温空气透平。中储国能山东肥城国际首套300 MW/1800 MWh先进压缩空气储能系统主要设备通过第三方检测，验证了先进压缩空气储能领域的300 MW系统效能处于国际领先水平。

2025年，各地示范项目正呈集群化落地趋势，山东、江苏、河南、内蒙古、宁夏、陕西、甘肃、江西等地陆续公布压缩空气储能电站项目，已公布项目总装机超过8 GW。除盐穴储气外，人工硐室、水下柔性、压力容器等储气装置研究热度增加。中储国能660 MW先进压缩空气示范项目启动，建成后将成为全球单体装机容量最大的压缩空气储能电站。此外，中储国能、华能集团、大唐集团、中国电建、中国能建、三峡集团、国能集团等企业加大投入，规划和实施项目进度进一步加速。

2025年，我国压缩空气储能系统验证平台与装备产能布局方面也取得重要进展，产业化基础得到进一步夯实。中国科学院工程热物理研究所南京基地暨中科南京未来能源系统研究院研发的国际首套百兆瓦级压缩空气储能集成实验与验证平台主体完工，该平台可实现30~600兆瓦多工况条件下的CAES系统级测试，将成为推动技术示范走向规模化应用的核心支撑平台。随着测试验证与配套产能的全面铺开，我国压缩空气储能产业链将逐步完善，构建起完整的生态体系，产业发展进程进入快车道。

3 储热储冷

储热储冷技术通常包括显热、潜热、热化学储热三种技术，显热储热具有成本低、规模大、技术成熟等优点，但存在储能密度低、放热温度不稳定等挑战；潜热储热具有储能密度较高、放热温度稳定、技术基本成熟等优点，但存在易过冷、导热系数低、价格较高等挑战；热化学储热具有储能密度高、储能时间长、存储热损失低等优点，但存在技术成熟度低、循环寿命短、系统复杂等挑战。2025年，储热储冷技术继续保持储能领域研究的热点方向之一。我国学者在储热储冷的基础理论研究、关键技术与设备研发，工程集成示范方面进展显著，其中高性能复合材料、多尺度换热特性、相变储热技术、大规模火电耦合储热工程示范为当前技术研究的热点。

3.1 基础研究

在储热储冷材料的开发与性能调控方面，文献[92]通过精确调控D-甘露醇与赤藓糖醇的质量配比，成功抑制了材料在储存过程中的自发结晶行为，提升了中低温储热系统的能量保持能力与热可靠性，为实现跨季节长时储能提供了理论依据和解决路径。文献[93]提出了基于磁场诱导的性能调节方法，利用改性纳米Fe3O4颗粒显著增强了甲酸钠-氯化钾水基材料的导热性能并抑制了过冷现象。文献[94]采用蒸发法确定了NaCl-NH4Cl-H2O三元共晶水合盐系统的最佳共晶点，提升工业储能系统的能量密度。文献[95]研制了基于六水氯化镁共晶体系的复合相变材料，通过改性设计有效解决了相分离与过冷问题。文献[96]开发了具有高潜热的定型盐水相变蓄冷凝胶，凭借其优异的导热系数和循环稳定性，显著提升了储能系统的能量转换效率。

在储热储冷单元传热特性与系统优化方面，文献[97]针对液态空气储能系统，提出了采用液体换热流体的级联固体填充床蓄冷方案。文献[98]构建了集成平板微热管阵列的新型相变蓄冷装置，深入研究了其在充放冷同步运行模式下的传热特性，并利用响应面法完成了翅片结构的优化。文献[99]开发了以热电制冷器为冷源的相变蓄冷系统，研究了翅片构型与相变材料热物性对装置冷能储存性能的协同影响。文献[100]运用响应面法对微热管式蓄冷单元进行了参数化评估，定量分析了翅片几何尺寸对充放冷速率及系统紧凑性的贡献率。在系统级集成方面，文献[101]分析了耦合LNG冷能回收、工业余热及太阳能的先进液化空气储能系统的往返效率与经济性。文献[102]创新性提出了集成涡流管与热泵技术的压缩空气储能冷热电联供系统，分析了新系统降低节流损失和实现能量梯度利用的潜力。

3.2 关键技术

在储热储能系统耦合与集成，文献[103]针对光伏/集热-热泵耦合系统、配置旋转床储热系统，提出了新型动态流量控制策略可使有效放热时间延长1.7倍。文献[104]建立了耦合相变材料填充床储热装置的绝热压缩空气储能系统动态模型，引入双级级联储热装置及优化相变材料熔点，使系统往返效率提升了4.4%。文献[105]提出了与燃煤电厂耦合的新型蒸汽/水混合储热系统，通过系统性的性能评估，证明该集成系统能将机组最低电负荷从30%降低至12.15%。文献[106]提出了耦合蓄热式热管散热器的新型系统，并探究了旨在降低日耗电量的自适应压缩机频率控制策略。文献[107]研究了基于螺旋折流结构的熔盐储热罐系统，通过数值模拟分析了高度直径比、倾角及螺旋分数对温度分层的影响，结果表明优化后螺旋流道可抑制充电时的液体混合并增强放电时的换热效率。文献[108]构建了比例缩小的双井砂箱装置以研究跨季节含水层储能系统的热性能，发现季节性调节负荷以及优化井深与井间距等结构参数可提高系统储能效率。

在相变储能技术方面，文献[109]研究了利用微通道平行流扁管的新型相变蓄热装置，通过优化蓄热管与放热管的间距，显著提升了系统在空气源热泵采暖工况下的充放热特性。文献[110]提出了耦合翅片与纳米颗粒的仿生马蹄形管结构，结果显示该几何优化使熔化时间缩短了36.11%，换热效率提升了43.29%。文献[111]提出了集成光/电-热转换与储存的高级相变复合材料，利用微晶石墨耦合碳泡沫构建高效导热路径，使热响应速度提升了10倍以上。文献[112]系统评估了纳米颗粒对潜热调节、热导率提升及黏度变化的影响，指出分布均匀性与长期稳定性是保障其热性能的关键。文献[113]研究了封装结构对相变胶囊储能效率的影响，借鉴生物学原理提出了仿生线粒体、仿生叶绿体和仿生高尔基体胶囊模型，其中高尔基体仿生结构使储能性能最高提升了133.12%。

在储冷技术方面，文献[114]开发了具有可调相变温度的高级相变凝胶，通过整合有机与无机相变材料，克服了相分离与低导热瓶颈，实现了较高的循环稳定性。文献[115]提出了集成冷释放与空气净化的新型液态空气储能颗粒填充床系统，通过冷存储单元冻结环境空气中的水分和二氧化碳，在提升能量存储效率的同时增强了物料利用率。文献[116]研究了集成双级朗肯循环与二氧化碳储能系统的液化天然气冷能回收方案，分析表明通过优化高压侧存储压力可提升系统的能量存储密度。文献[117]研制了基于改性膨胀石墨的水基复合相变材料，通过引入十二烷基苯磺酸钠，改善了疏水性碳基骨架与水基材料的兼容性，有效提升了储冷过程中的工质热导率。文献[118]提出了利用能源隧道进行储冷的方案。

3.3 集成示范

在储热系统集成示范方面，国家能源集团安徽公司宿州电厂建成GWh级“煤电+熔盐”储能项目，采用三路抽汽方案，储放热系统整体效率达83.4%。中国科学院工程热物理研究所在华电山西朔州热电厂建成20 MWh新型喷淋式填充床储热项目，打破了传统热电联产机组“以热定电”模式，将供热和发电“解绑”，提升火电调峰能力。国家能源集团河北龙山电厂建成采用多源抽汽技术的600 MW火电抽汽熔盐储能项目，可提高机组调峰能力得到提高。在区域冷热联供储能示范方面，济南南部能源中心建成跨季节“冰蓄冷+水蓄热”联供项目，该项目采用“冰蓄冷+水蓄热”技术，集中供冷系统COP可达6.0以上，供冷面积达200万平方米。

4 飞轮储能

飞轮储能具有响应速度快、效率高、循环寿命长、无污染等优点，但存在能量密度低、自放电率高、能量成本高等挑战，适合在短时高频储能的场景应用。2025年，中国飞轮储能技术继续向大功率、长寿命、高可靠性以及应用拓展方向深化发展，在基础研究、关键技术和集成示范方面均取得重要进展，技术成熟度和应用规模均稳步提升。

4.1 基础研究

在基础研究方面，相关研究聚焦于转子热管理、振动抑制、疲劳寿命预测及多场耦合分析。文献[119]针对高功率密度飞轮电机转子在真空环境下的散热难题，提出了中空轴内通流散热方案，理论计算与缩比实验表明，通过增加导热油流量和提升转速可有效增强对流换热。文献[120]建立了飞轮储能系统的集总参数热网络模型，通过200~400 kW的连续充放电实验验证，模型稳态误差小于2℃。文献[121]针对大功率飞轮储能系统磁轴承，通过电磁场与温度场双向耦合仿真，分析了不同电流下的温度分布，自然风冷能满足安全运行要求，但需在热管理与电磁性能间取得平衡。文献[122]针对柔性转子系统的不平衡振动问题，提出基于不平衡系数辨识的变参数补偿控制策略。文献[123]针对磁轴承系统在大范围变速运行时的多频振动问题，提出基于变采样频率法的比例微分变速重复控制器，实验证明该控制器可有效抑制谐波。文献[124]综述了飞轮转子疲劳寿命分析的研究进展，将传统疲劳寿命模型与人工智能相结合，在多轴疲劳预测方面展现出更高精度。此外，文献[125]研究了永磁同步电机局部失磁下的转子机械响应，揭示了失磁故障导致的不平衡磁拉力及其引发的应力分布变化规律，为故障诊断提供了理论参考。文献[126]提出了一种基于高温超导磁悬浮轴承和平面涡流磁耦合器的飞轮储能系统，实现了无接触支撑与传动，显著降低了摩擦损耗。

4.2 关键技术

飞轮储能的关键技术重点在于磁轴承控制、多相电机驱动、构网型并网及混合储能协同等方面。文献[127]针对六相永磁同步电机驱动的高速飞轮储能系统，提出了适应升速、并网准备和并网运行三阶段的并网控制策略，仿真验证了其稳定性。文献[128]系统地论述了“构网型飞轮储能”的技术路线，分析了惯量飞轮调相机、电力电子并网型高速飞轮与同步机并网型高速飞轮在惯量响应、暂态支撑等方面的差异，为应对新型电力系统惯量支撑不足的问题提供了解决方案。文献[129]提出了基于逐次变分模态分解和非支配排序遗传算法Ⅱ的火电-飞轮联合系统协同优化方法，仿真显示该策略使二次调频性能指标Kp提升17.8%。文献[130]针对飞轮-锂电混合储能，提出了基于模态匹配的控制策略及动态SOC区间管理策略，该策略使机组日均Kp值提升19.98%，锂电池日均循环次数减少34.27%。文献[131]提出了一种将飞轮储能响应过程分解为快速响应、能量维持、精确调节三个阶段的多目标优化控制策略，在330 MW火电机组工程中使飞轮有效投运率提升至94%。文献[132]提出了一种基于改进型模型参考自适应系统的无传感器容错控制策略，将实时辨识永磁体磁链应用于模型预测控制，在电机参数变化和缺相故障下，仍能确保系统稳定运行。文献[133]综述了人工智能在飞轮储能中的应用，将人工智能深入渗透到转子设计、电机控制、并网策略和故障诊断等环节。此外，文献[134]研究了将模块化多电平变流器与高速飞轮储能相结合，应用于城市轨道交通直流牵引网，并提出了“冒泡排序-载波移相调制”方法，有效解决了电压均衡问题。文献[135]提出了基于开关表三矢量模型预测转矩控制策略，通过硬件在环实验验证了其在充放电切换工况下功率脉动和转矩脉动显著降低，为提升系统稳态性能提供了技术支撑。

4.3 集成示范

2025年，中国飞轮储能集成示范项目在电网调频、轨道交通等领域取得新的进展。在电网调频领域，应用于火电-飞轮联合调频、新能源场站的飞轮储能示范项目相继落地，与锂电、火电等协同发展也日益深化。山东省100 MW真空磁悬浮飞轮储能独立调频项目一期（30 MW）在威海乳山投运，西北地区8 MW/0.32 MWh级飞轮储能协同一次调频示范项目成功并网。此外，辽宁省规划建设了20 MW/3.2 MWh飞轮+80 MW/160 MWh电化学、30 MW/3 MWh飞轮+70 MW/140 MWh电化学两个混合储能系统。在轨道交通领域，杭州地铁飞轮储能型再生制动能量吸收装置应用项目顺利通过验收，广州地铁18号线将飞轮储能技术应用于25千伏城际轨道交通系统。未来，随着工程示范经验的积累和飞轮储能成本的进一步下降，飞轮储能有望在更多应用场景实现商业化推广。

5 铅蓄电池

铅蓄电池具有技术成熟、成本低、安全性高、可靠性好等优点，在通信电源、电力储能、汽车启动电源等领域有重要应用；但存在能量密度低、深循环寿命短、充放电倍率小等挑战。尽管面临着新型电池技术的竞争，铅蓄电池及相关技术的研究开发仍然持续进行。2025年，铅蓄电池在正负极材料、电解液添加剂及板栅技术等方面取得了重要进展。通过材料、结构与界面等多维度基础研究，以及功能化正负极添加剂、电解液添加剂和轻质复合板栅等关键技术开发，铅蓄电池性能得到了系统地提升，并实现了在电源侧和用户侧储能等场景中的商业化应用。

5.1 基础研究

在基础研究方面，材料创新与添加剂研究仍然是主要方向。在负极添加剂研发方面，通过原子级负载、异质原子掺杂、表面功能化及多孔结构设计等策略，有效抑制析氢副反应、缓解不可逆硫酸盐化，显著提升电池循环寿命与倍率性能。文献[136]采用络合沉淀法将PbO锚定于稻壳基活性炭，制备高比表面积PbO/RHAC复合材料，使电池HRPSoC循环寿命从1098次提升至12102次，0.1 C放电容量提升14.3%。文献[137]通过球磨降解-碳化两步法将废PET塑料转化为富含氧官能团的多孔碳添加剂，电池HRPSoC循环寿命达21062次，较对照电池提升11.35倍。文献[138]采用化学还原法合成多孔铋材料，并与活性炭机械混合后以2%的比例添加至负极中，HRPSoC循环寿命达5226次，较对照电池提升3.38倍。文献[139]通过均匀沉淀法可控合成PbO/AC复合材料，调控水热时间与反应物摩尔比，优化PbO负载量后的电池HRPSoC循环寿命达12655次。文献[140]通过聚多巴胺介导的蚀刻-保护策略，将MAF-6与聚吡咯复合后热解，构筑含ZnO和吡咯氮的抗析氢碳网络PMC，HRPSoC循环寿命达12743次，较对照电池提升3.8倍。文献[141]以ZIF-8为前驱体，经硝酸蚀刻后负载PbO，制备N、Zn共掺杂多孔碳复合材料PbO@ZNCacid，HRPSoC循环寿命达33729次，较对照电池提升5.68倍。文献[142]以杏壳为原料，经KOH活化后水热负载锰氧化物，制备Mn-RASC复合材料，HRPSoC循环寿命达15188次，较对照电池提升8.7倍。文献[143]在g-C3N4@rGO上锚定Pb单原子，构建N-Pb双活性位点复合材料，添加0.5%（质量分数）时，HRPSoC循环寿命达24736次，较未改性材料和对照电池分别提升2倍和6.5倍。

在正极添加剂研发方面，通过纳米材料负载、导电聚合物复合、介孔结构设计及表面官能团修饰等策略，有效提升活性物质转化效率、抑制软化脱落、延长深循环寿命。文献[144]采用水热法将β-PbO2纳米棒负载于稻壳基多孔碳，制备RHC/β-PbO2复合材料，添加1.2%时，铅炭电池0.05 C放电容量达3.31 Ah，较对照电池提升19.9%，1 C循环200次后容量保持率86.8%。文献[145]通过氧化聚合法制备亲水性聚苯胺/氧化石墨烯复合材料（0.45%），0.1 C初始放电容量达3.55 Ah，较对照电池提升63.5%，1 C放电容量为0.61 C10，100次循环后容量保持率仍为98.8%。文献[146]采用软模板法制备介孔SiO2纳米球，介孔结构提供质子传输通道、表面羟基作为质子储库，添加1.8%的电池0.1 C初始放电容量达3.36 Ah，较对照电池提升37.3%，120次循环后容量保持率达124.5%。文献[147]通过浓硝酸氧化改性科琴黑，引入酸性含氧官能团，添加0.2%的电池HRPSoC循环寿命达60599次，较对照电池提高460%，0.1 C初始放电容量提升112.9%。文献[148]通过干法混合压制成型工艺制备正极板，引入聚四氟乙烯作为黏结剂，添加5%PTFE时，0.5 C循环寿命达222次，较干法未添加样品（100次）提升122%。

在电解液添加剂研发方面，采用导电聚合物网络构建、功能分子界面调控及双电解质体系设计等策略，有效提升离子传输效率、抑制副反应、拓宽电化学窗口，显著改善电池循环稳定性与能量密度。文献[149]在SiO2凝胶电解液中添加磷酸三乙酯，调控Pb2+沉积行为，促进细小PbSO4晶体形成，抑制不可逆硫酸盐化；同时构建界面保护层抑制析氢副反应，优化界面电场分布，实现Pb2+均匀沉积，HRPSoC循环寿命从4719次提升至8943次。

在板栅研发方面，主要进行了多元合金化设计与腐蚀层结构调控。文献[150]发现，在合金中引入Sr可提高析氧过电位、降低腐蚀速率，并通过调控PbSO4晶体生长形成致密有序的腐蚀层，显著提升耐蚀性与循环寿命。

5.2 关键技术

在关键技术方面，中国在铅蓄电池领域也取得了多项重要进展。在负极添加剂技术方面，文献[151]开发了一种三组分复合添加剂，由磺化改性木质素磺酸盐、氧化石墨烯-碳纳米管杂化导电剂和改性腐殖酸-硼酸混合物组成，实现模板调控、导电增强、界面保护等多重功能，电池循环寿命达2234次，析氢量仅2 mL。文献[152]采用分段热解工艺，将铅盐、熔盐与农林生物质混合后经低温和高温热处理，实现碳气凝胶构建与铅单原子/纳米颗粒负载，HRPSoC循环寿命达20342次，80%DoD深循环150次后容量保留率93.3%。文献[153]以桑蚕茧壳与植物碳材料复合为生物炭基质，经石墨烯改性、氮掺杂和孔结构调控，构建三级孔道互穿结构，负极内阻仅0.11 mΩ，循环寿命达1024次。负极添加剂向模板调控、导电增强与界面保护等多功能方向发展，通过原子级负载、孔道结构设计和表面功能化等策略，有效抑制析氢、缓解硫酸盐化、提升循环稳定性。

在正极铅膏技术方面，文献[154]开发了一种碳晶材料，经碳源-催化剂复合前驱体制备、纳米模板真空浸渍、两步碳化、酸法去模板工艺制得，兼具纳米纤维形态与类石墨层状结构，添加0.6%时，电池首次放电比容量达102.14 mAh/g，0.5 C循环100圈后容量保持率98.34%。文献[155]开发了一种高活性物质利用率正极铅膏，通过添加磺酸基聚噻吩衍生物，利用其电子和离子双导电特性，显著降低电池内阻，循环400次后剩余容量达20.8 Ah，较对照电池提升了27.6%。正极铅膏由传统导电添加剂转向结构、导电、活性一体化，通过纳米纤维网络构建、双导电体系设计等策略，有效提升活性物质利用率、抑制软化脱落、延长循环寿命。

在板栅技术方面，文献[156]通过多层梯度结构设计，开发出铝基铅合金/掺钴包碳纤维粉-α-PbO2复合正极板栅，利用铝的低密度和高导电性，实现质量减轻50%、抗拉强度提升34%、导电性提高28%以上，100%放电深度下循环寿命延长25%。文献[157]采用微波烧结结合超声空化工艺，制备CNT强化铅基板栅，实现碳纳米管在铅基体中的均匀分散与界面强结合，显著提升材料强度与韧性。文献[158]以Ba、Yb复合微合金化技术为核心，开发出低锡（0.3%~0.6%）耐高温板栅合金，在晶界形成Ba-Pb-O复合氧化物、表面重构Yb-Sn-O2致密钝化膜，60℃高温下腐蚀速率降低50%以上。文献[159]采用高分子聚合物正系数温度材料（PPTC）替代传统铅合金，经浇铸和表面电沉积铅制备正极板栅，年腐蚀深度降至1.85~1.92 mm/a，高温浮充寿命达9次，比容量提升至3.57 Ah/kg。文献[160]采用TA2/TA3钛合金经拉网成型，研发了厚度仅0.1~0.18 mm的超薄钛基板栅，结合锡锑氧化物涂层与电镀铅层，板栅重量仅为铅板栅的十分之一，能量密度提升至70 Wh/kg以上。上述技术表明，板栅从传统铅合金向轻质化、复合化、功能化方向发展。

5.3 集成示范

2025年，国内铅炭电池储能集成示范项目加速落地，应用场景从电网侧共享储能拓展至新能源配套、通信基站及虚拟电厂等领域。其中，宁夏银川吉洋绿储200 MW/400 MWh共享储能电站并网，刷新国内电网侧铅炭储能规模纪录，系统循环寿命达6000次以上。山东泰安46 MW/92.16 MWh农光互补铅炭储能项目同步并网，探索“储能+农业”融合发展模式。浙江移动依托5000个通信站点建成了250 MWh储备一体铅炭储能系统，可基于调峰调频需求响应、用电需求预测及智能平衡调度完成资源统筹联动，实现能源供需平衡、能源利用率提升和节能降碳。另外，河南漯河综合智慧零碳电厂储能项目完成EPC招标，建设规模165.6 MW/1019.216 MWh。天津泰达综能基于增量配电网的吉瓦时以上长时储能电站项目完成储能系统采购，规模174 MW/1034 MWh。昆工科技发明了高导电铝基铅合金复合材料及其半固态/固态连续挤压包覆技术，开发了具有长时储能特点的铝基铅炭电池，可适配多元储能场景，并开始示范应用。总体上，2025年我国铅炭电池储能示范项目呈现出从用户侧向电网侧、从单一场景向多元融合加速拓展的趋势。

6 锂离子电池

锂离子电池具有能量密度高、效率高、响应快、技术成熟等优点，是目前装机容量最多的电力储能技术；但存在热失控风险高、低温性能下降、回收处理复杂等挑战。2025年，锂离子电池在规模化应用基础上进一步向高安全、低成本和长寿命方向发展。液态锂离子电池持续主导市场，磷酸铁锂电池是目前储能锂电池的主流技术路线，500 Ah及以上大容量电芯正加速研发和应用，固液混合储能电池（半固态）在多地开展工程示范。总体来看，锂离子电池储能技术正由单体性能优化向“材料-结构-系统”多尺度协同发展转变，储能系统向增加时长与大容量方向快速演进。

6.1 基础研究

材料体系方面，磷酸铁锂电池凭借其安全性与成本优势保持储能锂电池的主导地位，其正极材料为磷酸铁锂，负极材料为长寿命人造石墨。在正极材料方面，文献[161]研究了通过Ti4+离子掺杂调控磷酸铁锂正极材料的结构与传输行为，在不显著改变材料晶体结构和形貌的前提下，优化了锂离子扩散路径和电荷转移过程，显著提升了材料的倍率性能和电化学活性。文献[162]以改性碳纳米管为基底，通过调控成核驱动力实现磷酸铁锂在其表面的非均匀成核生长，并在高温热解过程中构建“树根状”导电网络结构，显著提升材料的电子传导能力，并在高倍率下仍表现出优异的容量保持能力。文献[163]针对废旧磷酸铁锂直接再生过程中晶体通道受损和电导率不足等问题，提出了Li位缺陷和Fe位缺陷的定向修复策略，有效改善了再生材料的导电性和循环稳定性，为退役磷酸铁锂正极材料的高值化再生提供了新思路。

负极材料方面，文献[164]系统解析了磷酸铁锂电池中石墨负极的析锂行为，提出了双层石墨负极结构设计可有效抑制电极内部锂的析出，显著提升了电池的循环寿命，为负极结构优化提供了新策略。文献[165]提出了基于正负极协同的全生命周期预锂化策略，在负极侧采用高活性联苯锂与功能添加剂构建稳定的SEI层，在正极侧利用硼氮双掺杂碳负载的异质催化剂促进锂释放，有效补偿了初始锂损失，显著提升了电池循环稳定性。

电解液和隔膜方面，文献[166]设计了一种基于2-甲基四氢呋喃的弱溶剂化醚类电解液，通过削弱锂离子溶剂化结构并抑制共嵌入反应，显著改善了界面离子传输效率，提升了电池的低温倍率性能和循环稳定性。文献[167]提出通过弱溶剂化溶剂与新型锂盐协同调控溶剂化结构的策略，有效促进了锂离子去溶剂化并改善界面兼容性，在高电压及高低温条件下展现出良好的循环稳定性。文献[168]开发了基于聚酰亚胺涂覆的复合隔膜，通过调控孔结构实现高孔隙率与优异热稳定性的协同优化，显著提升了电池的安全性。

在固态电池方面，文献[169]通过调控交联剂中环氧乙烷重复单元链段，揭示了聚合物固态电解质离子电导率与力学性能之间存在由配位与限域效应共同影响的非线性关系，并成功制备出兼具高机械强度与优异电化学性能的聚合物电解质，为高性能固态聚合物电解质的分子设计提供了材料范式。文献[170]通过构建聚合物离子液体单体并引入三齿交联剂调控Li+配位环境，制备出兼具高热稳定性、宽电化学窗口和高离子电导率的阻燃型固态电解质，为高安全长寿命固态电解质设计提供了新思路。目前，推动固液混合锂离子电池向全固态锂离子电池发展，已成为重要的研发方向。

6.2 关键技术

锂离子电池电芯技术正朝着大容量、构网型、高安全及智能化方向加速演进。在电芯本体技术方面，500 Ah以上大容量电芯加速研发和应用，多家企业已实现500 Ah级以上储能电芯量产，单集装箱系统容量突破6 MWh，电芯体积能量密度最高超过400 Wh/L。阳光电源基于叠片工艺开发出684 Ah大容量电芯，并通过全液冷碳化硅PCS提升系统效率；宁德时代通过材料体系优化与极片工艺升级，将587 Ah电芯体积能量密度提升至434 Wh/L，并推出单机容量达9 MWh的储能系统；海辰储能则通过宽幅厚涂布、三维气道一体化顶盖结构及高压等压注液等工艺，实现了1175 Ah级长时储能电芯的规模化制造，并进一步向1300 Ah级长时储能电芯迈进。比亚迪推出了单体容量达到2740 Ah大容量储能电池电芯，为目前量产单体容量最高的大容量电芯。与此同时，固态电池技术加速从实验室研究向工程化过渡，混合固液电池进入批量交付阶段。卫蓝新能源发布314 Ah级混合固态电池并实现量产，通过纳米固态电解质与原位固化技术的结合，显著提升了电池的安全性、热稳定性及循环稳定性，正在开发587 Ah级别的混合固液电池。

在安全技术方面，锂离子储能电池已形成以材料自身安全、电芯结构设计与系统防护为核心的多层级安全技术体系，阻燃电解液、高稳定隔膜、热抑制结构及热电分离设计等关键技术实现工程化应用，显著提升了电池系统的安全边界。电池热管理是提升储能系统效率和安全性的关键技术，一体化液冷散热系统成为行业发展的趋势，中国科学院物理研究所与中固时代发布了电芯中心液冷技术，实现了电芯温度的均一化和快速控制。基于多源传感的安全预警技术快速发展，实现了通过温度、压力、气体及声学信号的融合监测对热失控的提前识别与主动干预。同时，随着人工智能技术的引入，储能系统智能运维成为新的技术重点。多家企业开发基于大数据与AI模型的储能管理系统，实现电池状态精准预测与运行优化，有效提升热失控预警准确率、降低SOH估算误差，并进一步提高储能电站的整体运行效率和均衡能力。

6.3 集成示范

2025年锂离子电池储能百兆瓦级项目已常态化，集成示范进一步向超大规模、构网型应用及新型电池技术示范方向发展，在系统容量、技术创新及应用场景拓展方面取得重要突破。内蒙古包头卜尔汉图电网侧储能电站成功并网，规模达400 MW/2400 MWh，批量应用587 Ah大容量电芯及7 MWh级储能系统，成为大电芯与大容量系统规模化应用的典型工程。在构网型储能方面，内蒙古阿荣旗构网型储能电站建成投运，终期规模达1 GW/4 GWh，成为目前国内规模最大的构网型储能电站，标志着构网型储能由示范验证阶段迈向大规模应用阶段。在固态电池储能方面，清陶牵头参与的内蒙古乌海200 MW/800 MWh半固态锂电池储能项目正在推动示范应用，为我国目前装机规模最大的半固态锂电池电网侧独立新型储能项目；广东汕尾200 MW/400 MWh固液混合锂离子电池储能系统建成投运，通过拓扑及控制策略创新实现储能系统多功能复合型应用，标志着我国固态储能技术从示范应用迈入规模商业化运营阶段。总体来看，锂离子电池储能集成示范正从单一能量存储单元向电网关键调节与支撑装备转变，固态电池储能技术规模化应用迈向新台阶，为新型能源体系与新型电力系统建设提供了重要支撑。

7 液流电池

液流电池具有安全性高、循环寿命长、容量与功率解耦等优点，在长时大规模、高安全储能技术领域有广泛的应用前景；但存在能量密度较低、系统较复杂、材料价格波动大等挑战。2025年，以钒液流电池为代表的液流电池储能技术从工程示范快步迈向规模化推广应用。电解液、电极材料、离子交换膜材料取得重要进展，液流电池正从示范应用阶段逐步迈向商业化推广阶段，其大规模应用能力得到了进一步验证。

7.1 基础研究

在电解液方面，文献[171]通过系统研究全钒液流电池正极电解液中五价钒离子的溶剂化结构随温度变化的演化过程，阐明了正极电解液沉淀析出机理，并据此提出了高稳定性钒电解液设计策略。在高能量密度电解液方面，文献[172]通过在溴电解液中引入胺类化合物作为溴清除剂，将电化学反应中产生的溴单质转化为溴代胺类化合物，实现了从Br-到Br+的双电子转移，提升了电池能量密度。同时，超低的溴浓度降低了电解液腐蚀性，提高了电池寿命。

在电极材料方面，研究者提出了多种电极优化策略，旨在降低活性氧化还原电对的反应势垒、加速电荷转移与离子传输，并缩短活性物种的扩散距离。文献[173]揭示了富含空位的Mn3O4催化剂加速钒氧化还原电化学电荷转移过程，全钒液流电池在300 mA/cm2下具有80.8%的能量效率和稳定的1000次循环寿命。

在离子传导膜材料方面，文献[174]开发出一种新型的界面交联策略，制备出厚度仅为3 μm的高稳定性超薄聚合物膜材料，将全钒液流电池的工作电流密度提升至300 mA/cm2。文献[175]开发了系列阴离子选择性共价三嗪骨架膜，其具备密集的亚纳米级离子传输通道和均匀的微孔分布，能够有效缓解电荷不对称效应，并为阴离子提供高效的传导路径。该膜构建的中性水系有机液流电池500 mA/cm2电流密度下能量效率为50.4%。文献[176]设计出一种支化型聚合物膜，该膜通过构建微相分离与自具微孔相结合的双重离子通道，展现出优异的离子电导率，并成功应用于水系有机液流电池中。

7.2 关键技术

在全钒电解液方面，钒电解液产能已接近50万立方米，钒电解液产业的规模化效应正加速显现。在商业模式上，电解液租赁模式持续深化。未来，钒电解液技术将围绕“短流程、高浓度、低成本、宽温域”的技术路线发展。

在离子交换膜方面，国内企业依托自主核心技术，相继实现了全氟磺酸离子交换膜的规模化制备与稳定供应，国产替代进程显著加速，国产膜市场份额合计超过90%。非氟多孔离子传导膜的产业化也取得了显著进展。欧洲化学品管理局正式发布修订后的全氟和多氟烷基化合物限制提案，对含氟材料的管控趋严。随着全球对PFAS类物质监管力度加大，非氟膜的海外市场空间将进一步打开。

7.3 集成示范

液流电池因其功率单元和能量单元可独立设计、高安全等优势，已成为大规模长时储能的主流技术之一。2025年全年，液流电池储能项目已投运46个，新投入运行的液流电池储能电站装机超过600 MW，涵盖了全钒液流电池、全铁液流电池、铁铬液流电池和水系有机液流电池等多种技术路线。其中，全球最大的200 MW/1 GWh全钒液流储能项目在新疆吉木萨尔县实现全容量投产运行，内蒙古磴口县400 MW/1.6 GWh“全钒液流+磷酸铁锂”混合储能项目成功并网，配有高功率密度液流电池1 MW/5 MWh，单电池额定电流密度高达500 mA/cm2，内蒙古鄂尔多斯的全球首个5 MW/20 MWh水系有机液流电池储能项目并网运行，该项目采用195 MW磷酸铁锂电池和5 MW水系有机液流电池，共计200 MW/800 MWh的电网侧独立储能系统。在技术标准方面，国内首个液流电池产品碳足迹量化方法与要求标准《温室气体产品碳足迹量化方法与要求全钒液流电池电解液》发布。《全钒液流电池电堆通用要求和测试方法》和《全钒液流电池用电解液测试方法》国际标准新提案正式立项。

8 钠离子电池

钠离子电池因资源丰富、降本潜力大、安全性好以及低温性能优等优势，受到越来越多关注，但和锂离子电池相比，存在能量密度偏低、产业链尚不成熟等挑战。2025年，中国钠离子电池发展明显加快，逐渐从实验室研究走向产业化应用。在高性能正极材料、固态电解质以及系统集成示范等核心领域，取得了实质性进展，同时呈现出应用场景逐渐明确、产业链不断完善、产业化明显提速的特点。

8.1 基础研究

钠离子电池基础研究主要围绕正极材料结构稳定性、硬碳负极储钠机制以及全固态电解质体系展开。其中，正极材料仍以层状氧化物、聚阴离子化合物和普鲁士蓝类材料为核心研究方向。

在层状氧化物正极方面，文献[177]通过Ti取代优化局域电子结构，抑制不可逆相变和Jahn-Teller畸变，水性黏结剂制备的正极在1  A/g下循环500次仍保持96%以上容量。文献[178]采用多元素协同调控策略制备LFANMT（NaLi0.05Fe0.04Al0.01Ni0.4Mn0.4Ti0.1O2），实现186  mAh/g比容量和608  Wh/kg能量密度，并通过“应力保护层”和“电子缓冲层”提升结构稳定性和空气耐受性。文献[179]利用Ca2+“离子支柱”增强机械稳定性，使单晶正极深度脱钠体积变化仅约4%，循环1000次后容量保持约80%。文献[180]利用先进TEM技术多维表征锰基层状氧化物，揭示出充放电过程中的动态结构和化学变化。

聚阴离子正极方面，文献[181]通过调控Na位化学计量比构建异质结构，实现m-NFP向活性相NFPP完全转化，异质结构增强结构稳定性和电荷传输动力学，高倍率循环性能优异。文献[182]设计嵌入多孔碳框架的NVFP-VO双相异质结构正极，通过Fe掺杂提高导电性和多孔碳缓冲体积变化，在半电池循环超过10万次，软包电池能量密度达153.4 Wh/kg。

普鲁士蓝类材料方面，文献[183]合成Ni-Mn双金属PBAs，通过调节Ni/Mn比例优化充放电性能，Ni0.1Mn1.9HCF在500  mA/g循环100次后容量保持70.5%。文献[184]通过调控氮配位过渡金属局域电子结构，提升PBAs晶体稳定性，5  C循环1000次后容量保持率超过91%。

负极材料方面，硬碳仍为主流。文献[185]通过杂原子调控孔结构和界面优化，氧杂交交联硬碳微孔丰富且含羰基，Na//HC—O半电池可逆容量352.9  mAh/g，初始库仑效率88%，全电池循环300次容量保持86.1%。文献[186]利用甘蔗渣制备介孔为主硬碳，初始容量305.5  mAh/g，循环200次后容量保持96%。

全固态钠电池方面，文献[187]提出室温各向同性外延生长策略，在NVOPF正极表面构建均匀MOF外延层，改善电解质稳定性，将PEO基电解质氧化电压提升至4.27  V。全固态电池在2.5~4.2  V范围内0.5  C循环300次，平均放电电压保持率达到97.9%，提出“低晶格畸变能+强界面吸附”的设计原则，为高压固态钠电池界面工程提供参考。

8.2 关键技术

2025年，钠离子电池关键技术研究从单一材料性能提升，进一步转向电极结构、界面稳定性和全电池工程化设计。首先，在高载量电极构筑方面，文献[188]提出一种无黏结剂连续导电网络电极结构，通过电纺/电喷协同工艺将活性颗粒稳定嵌入导电网络中，提高了高面容量电极的电子传输与结构完整性，为高能量密度钠离子电池电极制造提供了工程化思路。其次，在快充和长寿命方面，文献[189]通过构建超稳定碳负极，实现了钠离子电池快速充电和长循环性能的同步提升，说明负极界面稳定性与离子传输动力学是提升快充性能的关键。在负极界面调控方面，文献[190]进一步从原子尺度进行界面工程设计，增强了钠离子电池负极的稳定性和能量密度，体现出界面化学调控对提升全电池寿命的重要作用。高压正极/聚合物电解质界面保护是固态钠电池发展的关键技术之一。此外，文献[191]通过对钠离子软包电池在不同截止电压下的失效机制进行分析，指出高电压循环会加速容量衰减和阻抗增长，尤其会加剧正极材料退化，为实际电芯设计中的电压窗口优化和寿命管理提供了依据。

2025年，中科海钠推出了海星钠离子电池，其电芯能量密度突破165 Wh/kg，能在20~25 min快速完成100%充电，且快充模式下循环寿命仍能达到8000次，结合-40~45℃宽温域稳定放电的性能优势，可用于储能系统和商用车动力。同时，宁德时代推出Naxtra钠电池品牌，中国石化与LG Chem合作开发材料，目前50余家企业推出了近70个型号产品。

8.3 集成示范

2025年，中国钠离子电池示范应用加速，标志着技术向规模化应用的重要跨越。云南丘北200  MW/400 MWh储能电站全容量并网，其中40  MWh钠离子电池由中科海钠提供，是全国最大构网型锂-钠混合储能电站，也是首个高低倍率复合运行的商业化钠电项目。中国华能集团20  MWh聚阴离子钠电池项目开工建设，标志着聚阴离子型钠离子电池技术在规模化储能领域迈出关键一步。广西南宁伏林电站二期扩容至50  MWh，年循环可达600次，为清洁能源消纳和能源结构转型提供支持。总体上，钠离子电池示范项目主要集中在储能、低速电动车、启停电源和在寒冷地区应用。虽然能量密度仍低于锂电，但资源丰富、低温性能好、安全性高、降成本潜力大，适合对安全、寿命和成本敏感的场景。

9 超级电容器

超级电容器具有功率密度高、充放电速度快、循环寿命长等优点，在短时高功率场景具有重要应用价值；但存在能量密度低、自放电率高、能量成本高等挑战。2025年，我国超级电容器技术继续向高性能和规模化应用方向发展。基础研究从传统电双层储能向赝电容和多离子协同方向发展，关键技术研究以新型电极材料和界面工程为研究重点，多离子储能体系不断发展，推动倍率性能和循环稳定性提升，石墨烯、纳米碳材料及先进制造技术也促进了能量密度和功率密度的提高；同时，超级电容器在交通运输、电力储能、算力中心和电子设备等领域的示范和应用得到了长足发展。

9.1 基础研究

2025年，超级电容器基础研究主要围绕新型赝电容材料、多离子储能机制、电解质与柔性器件等方向展开，研究重点逐渐从传统电双层储能向高能量密度与高倍率协同提升转变。

在电极材料方面，文献[192]通过氟辅助合成策略和温度调控制备出多相Cu-Ni化合物，其中300℃煅烧样品在10 mV/s下比电容达到1026.0 F/g。基于该材料组装的电池-超级电容混合器件在350 W/kg功率密度下实现82.95 Wh/kg能量密度，并在10000次循环后仍保持93.2%的电容。文献[193]构建了具有内建电场和富氧空位的NiO/NiCo-LDH异质结正极以及La掺杂Bi2O3负极，组装的非对称超级电容器在超过10 kW/kg高功率密度下仍可输出153 Wh/kg的高能量密度，并展现出优异倍率性能和循环稳定性。文献[194]提出“黏结剂孔道工程”策略，通过非溶剂诱导相分离在厚电极内部构建连通宏观孔道，显著改善离子传输效率和低温性能，在-40℃条件下仍可实现300 mW/cm2高功率输出。

在新型赝电容与多离子储能机理方面，文献[195]报道了中国科学院工程热物理研究所提出SrZr0.8Y0.2O3作为H+/OH-混合离子导体电极，其比电容达到1164.9 F/g，经Mo掺杂后提升至1467.7 F/g。研究表明，该体系通过构建连续H+/OH-传输网络，大幅降低离子迁移活化能，相较传统氧离子扩散机制显著提高离子传输速率和倍率性能。文献[196]报道了中国科学院上海应用物理研究所利用辐照还原法制备氧空位丰富的Ni-rMoO3-x电极，在1 A/g下比电荷达到881 C/g，并在10000次循环后仍保持98.5%的容量，说明缺陷工程可有效增强MoO3基赝电容材料活性。此外，文献[197]将高熵钙钛矿La0.7Sr0.4Co0.4Fe0.1Ni0.4Cu0.1O3与还原氧化石墨烯复合，在1 A/g下比电容达到458.6 F/g，是单一高熵氧化物的1.9倍。文献[198]则通过Ca掺杂LaCrO3调控氧空位浓度，使材料比电容提高至306 F/g，并在5000次循环后保持94%的库仑效率。这些研究表明，异质结构、氧空位调控和多离子协同储能机制已成为提升赝电容性能的重要方向。

在电解质与柔性器件方面，文献[199]开发了一种新型凝胶聚合物电解质，通过调控Stern层电位梯度和离子分布抑制高电压下电解液分解，使准固态超级电容器在3.5 V条件下实现43.87 Wh/kg能量密度和22.66 kW/kg功率密度。文献[200]利用逐层原位沉积技术构筑聚苯胺-聚乙烯醇三明治结构水凝胶，实现1604 mF/cm2的高面电容和142.60 μWh/cm2的能量密度，并在1000次循环后保持95%的电容。文献[201]则基于可逆交联聚合物构建了全固态柔性超级电容器，其器件在100%应变下经历1200次拉伸后仍保持91.7%的电容，并在12000次充放电循环后保持96.1%的初始性能，展示了柔性和可持续储能器件的重要应用潜力。

在隔膜与混合型电容器方面，文献[202]制备了高湿润性再生纤维素隔膜，纳米裂纹结构使其孔隙率达到70.2%，电解液保留率达到329%，组装的超级电容器在10000次循环后仍保持99.5%的电容。文献[203]通过在隔膜中引入醋酸纤维素和rGO，制备出rGO/CA/PVDF压电复合隔膜，其孔隙率达到90.5%，离子电导率为0.0728 S/m，并显著提升超级电容器循环稳定性。文献[204]则通过电极结构设计与低凝固点电解质协同优化，构建风信子状Ti2CTx MXene@CC正极，实现了-40℃极端低温下稳定运行，为航空航天等极端环境储能应用提供了新思路。

9.2 关键技术

2025年，超级电容器关键技术研究主要集中在高容量储能、高频响应、微型化器件以及混合储能系统等方向，研究重点逐渐从单一材料性能提升转向材料-器件-系统协同优化。

在高容量与高倍率储能方面，文献[205]通过调控楝树残渣生物炭的微观结构与化学组成，构建出富含活性官能团的分级多孔结构。所得SCR-HPC-900电极在0.5 A/g下比电容达到415.6 F/g，组装的对称超级电容器在100000次循环后仍保持100.8%的电容，并在有机电解液中实现45.6 Wh/kg能量密度和41750 W/kg功率密度。文献[206]在原子尺度上可视化了锂离子在二维Ti3C2 MXene中的插层行为，发现富氧终止基是提升MXene储锂性能的关键因素，揭示了离子脱溶剂化和电极界面相互作用在高性能储能器件设计中的重要作用。文献[207]则通过扩大电极界面电势差（Δφ），实现了电容与工作电压的同步提升。在钠基醚类电解液中，部分脱溶剂化过程使溶剂化数由2.1降低至0.6，从而提升孔内限域双电层储能效率，组装的混合钠离子电容器软包电芯能量密度达到40 Wh/kg，并在51 C高倍率下稳定循环30000次。

在高频响应与微型器件方面，文献[208]通过微纳加工和锁相放大技术精准测定了超级电容器动态响应极限，提出“介电-电化学”异质电容概念，并开发出特征频率超过1 MHz的高频超级电容芯片。研究通过电极完全平整化与寄生电容屏蔽技术，大幅拓展了超级电容器在交流滤波和高频脉冲领域的应用范围。进一步提出了混合电化学电解电容器设计，通过将电化学效应与介电效应非对称耦合，获得了44 kHz特征频率和800 μF/cm3体积比容量密度。

在柔性器件与系统集成方面，文献[209]利用Ti3C2Tₓ MXene/羟基化纳米纤维素/碳纳米管复合墨水，通过3D打印制备全固态柔性微型超级电容器。纳米纤维素作为流变调节剂提高了墨水可打印性，而碳纳米管与MXene的协同作用增强了电子传输和柔韧性，展示了3D打印在微型储能器件制造中的潜力。此外，文献[210]还开发了超级电容与电池耦合的混合储能牵引供电系统，可将城市轨道交通中的母线电压波动控制在2 V以内，实现稳定能量补偿。在材料-器件集成方面，文献[211]PANI/MnO2/rGO-P三元复合电极通过界面协同和导电网络优化，在0.5 A/g下比电容达到635 F/g，并在5000次循环后保持82%的容量。

在关键材料国产化方面，中轻特材联合中国造纸院完成超薄型超级电容器隔膜关键技术研发及产业化。国产隔膜内阻由0.125 mΩ降低至0.116 mΩ，不仅降低约8%的综合成本，也推动全球超级电容器隔膜市场价格下降超过35%，进一步提升了我国超级电容器产业链自主化水平。

9.3 集成示范

2025年，超级电容器在系统集成与工程化应用方面取得重要进展，应用场景由传统交通运输和工业领域进一步拓展至电网调频、轨道交通、人工智能和核聚变等新兴领域，体现出超级电容器在高功率瞬态响应和长寿命储能方面的独特优势。

在电网调频与储能领域，规模化发展趋势明显，多个百兆瓦级示范项目相继投运。华能伊敏电厂16 MW×10 min全超级电容储能调频项目正式运行，包含6个储能单元，是目前全球容量最大的全超级电容储能调频工程。山西偏关百兆瓦级独立调频电站一期总装机100 MW，其中配置58 MW超级电容储能系统，并采用“超级电容+锂电池”混合架构：超级电容负责毫秒级快速调频，锂电池承担分钟级调峰任务，实现“快慢协同”。系统可实现0.001 s超快响应，并在-40℃下保持85%容量，有效降低电池负荷和全生命周期成本。广东顺德实证基地则建设了我国首个百兆瓦级“超级电容+锂电”混合储能商业化项目，总规模达200 MW/305 MWh，其中配置50 MW/5 MWh超级电容储能系统和150 MW/300 MWh磷酸铁锂储能系统，为可再生能源并网和新型电力系统建设提供了重要示范。辽宁沈抚示范区也启动了东北地区首个火电机组与超级电容储能调频融合项目，标志着火电灵活性改造取得新进展。

在轨道交通领域，研究人员提出基于超级电容与电池混合的列车牵引供电系统，并针对广州地铁4号线短站距工况进行模拟研究。结果表明，单一储能装置难以同时兼顾响应速度和能量密度，而混合储能系统能够将母线电压波动控制在2 V以内，实现稳定能量补偿和电压调节，为城市轨道交通节能运行提供了技术基础。

在人工智能与数据中心领域，超级电容器开始应用于AI服务器和数据中心瞬态功率补偿。江海股份已为英伟达GB300服务器批量供货，其服务器BBU采用252只超级电容器集成配组，单柜功率超过180 kW，响应时间小于10 ms，并形成由牛角电容、滤波模块和超级电容组成的三级供电体系。与此同时，公司已布局混合型和全极耳超级电容器生产线，进一步推动超级电容器在高端算力设备中的应用。

在核聚变领域，由中国电气装备、中国核工业集团等联合研制的“中国环流三号”300 MVA脉冲供电系统完成测试验收。该系统采用高压级联超级电容储能技术，在供电能力和运行效率方面实现提升，标志着我国在可控核聚变脉冲供电装备领域取得重要突破。

此外，全球首个电力储能领域超级电容器国际标准在国际电工委员会（IEC）成功立项，表明我国超级电容器技术正在从工程应用逐步走向国际标准制定。