钒电池

    20天前发布

基本解释

  钒电池全称为全钒氧化还原液流电池(Vanadium Redox Battery,缩写为VRB),是一种活性物质呈循环流动液态的氧化还原电池。

  钒电池是目前发展势头强劲的优秀绿色环保蓄电池之一(它的制造、使用及废弃过程均不产生有害物质),它具有特殊的电池结构,可深度大电流密度放电;充电迅速;比能量高;价格低廉;应用领域十分广阔:如可作为大厦、机场、程控交换站备用电源;可作为太阳能等清洁发电系统的配套储能装置;为潜艇、远洋轮船提供电力以及用于电网调峰等。

  钒电池优势

  钒电池成本与铅酸电池相近,它还可制备兆瓦级电池组,大功率长时间提供电能,因此钒电池在大规模储能领域具有锂离子电池、镍氢电池不可比拟的性价比优势。钒电池生产工艺简单,价格经济,电性能优异,与制造复杂、价格昂贵的燃料电池相比,无论是在大规模储能还是电动汽车动力电源的应用前景方面,都更具竞争实力。

  钒电池优点

  与其它化学电源相比,钒电池具有明显的优越性,主要优点如下:

  1.功率大:通过增加单片电池的数量和电极面积,即可增加钒电池的功率,目前美国商业化示范运行的钒电池的功率已达6兆瓦。

  2.容量大:通过任意增加电解液的体积,即可任意增加钒电池的电量,可达吉瓦时以上;通过提高电解液的浓度,即可成倍增加钒电池的电量。

  3.效率高:由于钒电池的电极催化活性高,且正、负极活性物质分别存储在正、负极电解液储槽中,避免了正、负极活性物质的自放电消耗,钒电池的充放电能量转换效率高达75%以上,远高于铅酸电池的45%。

  4.寿命长:由于钒电池的正、负极活性物质只分别存在于正、负极电解液中,充放电时无其它电池常有的物相变化,可深度放电而不损伤电池,电池使用寿命长。目前加拿大VRBPowerSystems商业化示范运行时间最长的钒电池模块已正常运行超过9年,充放循环寿命超过18000次,远远高于固定型铅酸电池的1000次。

  5.响应速度快:钒电池堆里充满电解液可在瞬间启动,在运行过程中充放电状态切换只需要0.02秒,响应速度1毫秒。

  6.可瞬间充电:通过更换电解液可实现钒电池瞬间充电。

  7.安全性高:钒电池无潜在的爆炸或着火危险,即使将正、负极电解液混合也无危险,只是电解液温度略有升高。

  8.成本低:除离子膜外,钒电池部件多为廉价的碳材料、工程塑料,材料来源丰富,易回收,不需要贵金属作电极催化剂,成本低。

  9.钒电池选址自由度大,可全自动封闭运行,无污染,维护简单,运营成本低。

  实际应用优点

  一、电堆作为发生反应的场所与存放电解液的储罐分开,从根本上克服了传统电池的自放电现象。功率只取决于电堆大小,容量只取决于电解液储量和浓度,设计非常灵活;当功率一定时,要增加储能容量,只需要增大电解液储罐容积或提高电解液体积或浓度即可,而不需改变电堆大小;可通过更换或添加充电状态的电解液实现“瞬间充电”的目的。可用于建造千瓦级到百兆瓦级储能电站,适应性很强。

  二、充、放电性能好,可以进行大功率的充电和放电,也可以允许浮充和深度放电。对铅酸蓄电池来说,放电电流越大,电池的寿命越短;放电深度越深,电池的寿命也越短。而钒电池放电深度即使达到100%,也不会对电池造成影响。而且钒电池不易发生短路,这就避免了因短路而引起的爆炸等安全问题。

  三、可充放电次数极大,理论上寿命是无数次。充放电时间比为1:1,而铅酸电池是4:1。而且钒电池充、放切换响应速度快,小于20毫秒,非常有利于均衡供电。

  四、能量效率高,直流对直流能量效率可以达到80%以上,而铅酸电池只有60%左右。钒电池组中的各个单位电池状态基本一致,维护简单方便。

  五、选址自由度大,占地少,系统可全自动封闭运行,不会产生酸雾,没有酸腐蚀。电解液可反复利用,无排放,维护简单,操作成本低。是一种绿色环保储能技术。因此对于可再生能源发电,钒电池是铅酸电池理想的替代品。 

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