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什么是釩電池,釩電池的優(yōu)缺點

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瀏覽:- 發(fā)布日期:2022-08-03 11:52:44【

釩電池市場前景怎么樣?這是很多人都很關(guān)心的問題。釩電池全稱為全釩氧化還原液流電池,是一種活性成分呈循環(huán)流動液態(tài)的氧化還原電池。與別的新能源技術(shù)相比較,全釩液流電池新能源技術(shù)因其堅固耐用、規(guī)模較大、安全靠譜等突出的優(yōu)勢,成為規(guī)模儲能的首選技術(shù)之一。下面量能鋰電池小編就對釩電池工作原理及優(yōu)缺點做一下介紹,一起來看看吧!

太陽能儲能鋰電池


什么是釩電池


什么是釩電池,釩電池又可以稱之為全釩氧化還原液流電池,簡稱為釩電池(Vanadium Redox Battery,縮寫為VRB),是一種活性物質(zhì)呈循環(huán)流動液態(tài)的氧化還原電池。研究的導(dǎo)電高分子復(fù)合材料采用的導(dǎo)電介質(zhì)分為有機和無機兩大類。在電場的作用下,摻雜金屬粒子有可能遷移至復(fù)合材料表面,進入電解液。全釩氧化還原液流電池的電解液,在充放電過程中伴隨強烈的氧化還原反應(yīng),金屬粒子會與電解液發(fā)生化學(xué)反應(yīng),因此具有化學(xué)惰性的碳素材料適合作為釩電池集流體的摻雜介質(zhì)。


全釩氧化還原液流(VRB)電池是一種環(huán)保及大容量可深度充放電的儲能電池。VRB不僅可以作為太陽能、風(fēng)能等可再生能源的發(fā)電系統(tǒng)配套儲能設(shè)備,而且還可以作為電網(wǎng)的調(diào)峰裝置,提高輸電質(zhì)量,保障電網(wǎng)安全,已在日本、美國、加拿大和澳大利亞等國得到示范運行。


雙極板作為VRB的主要部件之一,具有收集電化學(xué)反應(yīng)所產(chǎn)生的電流以及分隔正負(fù)極電解液的作用。VRB中,電解液為釩離子的硫酸溶液,具有很強的腐蝕性;同時,V5+具有較強的氧化性,因此雙極板除具有良好的導(dǎo)電性之外,還必須具有很強的耐化學(xué)和電化學(xué)腐蝕性。常用的雙極板是碳素復(fù)合材料,它是碳材料和高分子的混合物。常用的高分子有聚乙烯、尼龍、聚丙烯(PP)、橡膠修飾的聚丙烯、聚四氟乙烯和聚偏氟乙烯等,高分子的加入可以幫助導(dǎo)電填料形成導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)骨架,并提高雙極板的耐腐蝕性能。最近的報道中氟橡膠材料較為常見,但是用氟橡膠作為基體材料加工成型難度較高且制得的雙極板的導(dǎo)電性能并不高,這將直接影響VRB的能量效率。


為保證導(dǎo)電填料在雙極板內(nèi)有很好的分散性,這就要求在選擇高分子時除了考慮高分子本身具有良好的耐化學(xué)腐蝕性和電化學(xué)腐蝕性外,還必須考慮高分子與導(dǎo)電填料之間的相容性。在VRB中雙極板的腐蝕主要是化學(xué)反應(yīng)過程中產(chǎn)生的活性氧原子對碳的侵蝕,如果石墨與高分子之間結(jié)合緊密,則碳的流失將在一定程度上得到降低。


馬來酸酐接枝聚丙烯(g-PP)是在非極性的分子主鏈上引入了強極性的側(cè)基馬來酸酐,能夠增進極性材料與非極性材料粘接性和相容性,從而增強導(dǎo)電填料在高分子基體中的分散,提高導(dǎo)電塑料的導(dǎo)電性能和耐腐蝕性能。


釩電池的優(yōu)點


1.釩電池可充放電頻次巨大,釩電池的能量密度也大


可充放電頻次巨大,本質(zhì)上壽命是無數(shù)次。充放電時間比為1:1,而鉛酸電池是4:1。并且釩電池充、放切換響應(yīng)速度快,小于20毫秒,十分有益于均衡供電。能量效率高,直流對直流能量效率可以達到80%以上,而鉛酸電池只有60%左右。釩電池組中的各個單位電池狀態(tài)基本一致,維護簡單方便。


2.釩電池的充放電性能強、好


充、放電性能好,也可以進行大功率的充電和放電,也可以允許浮充和深度放電。對鉛酸蓄電池來說,放電電流越大,電池的壽命越短;放電深度越深,電池的壽命也越短。而釩電池放電深度即使達到100%,不會對電池產(chǎn)生影響。并且釩電池不易發(fā)生短路。這就避免了因短路而引起的爆炸等安全問題。


3.釩電池壽命長


壽命長:由于釩電池的正、負(fù)極活性物質(zhì)只分別存在正、負(fù)極電解液中,充放電時無其它電池常有的物相變化,可深度放電而不損傷電池,電池使用壽命長。加拿大VRBPowerSystems商業(yè)化示范運行時間最長的釩電池模塊已正常運轉(zhuǎn)超過9年,充放循環(huán)壽命超過18000次,遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于固定型鉛酸電池的1000次


釩電池的缺點


1.釩電池成本相對高


釩電池成本過高。以一個五千瓦電池為例,電解液(一立方,1.8mol/L)17萬、控制系統(tǒng)10萬、隔膜7萬、板框4萬、石墨板1.5萬、泵0.7萬、碳?xì)?.4萬,總共40.6萬,這也是主要材料成本,沒計入次要材料成本和人工成本。所以,一個五千瓦釩電池的成本在四十萬以上,超出完全相同規(guī)格型號鉛酸電池的成本數(shù)倍。


2.釩電池不環(huán)保


環(huán)境保護的角度來講,釩電池根本就不環(huán)境保護,配置電解液用到的原料、正極沉淀以及泄漏的正極液經(jīng)風(fēng)干后形成的薄層都有一樣完全相同東西,那就是五氧化二釩,還是一種劇毒品。


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    【本文標(biāo)簽】:釩電池
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