1.全钒液流电池
全钒氧化还原液流电池,简称为全钒液流电池,最开始是由Skyllas-Kazaeos团队于1985年提出这个概念,并在后续成功制作出了全钒液流电池装置。全钒液流电池的主体结构为正负极储液罐,蠕动泵,正负极电极,集流板以及隔膜组成。将VO2+/VO2+作为钒液流电池的正极活性物质,V2+/V3+作为电池的负极活性物质参加电化学反应,从而避免了电池运行过程中活性物质的交叉感染,延长了电池寿命。
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2.全钒液流电池优缺点
优点:
(1)额定容量以及额定功率容量相对独立,电解液的体积、浓度决定额定容量,电堆的大小则决定了额定功率容量;
(2)可进行深度充放电,反应物质均为离子状态,避免了在反应过程中相变或者形态变化的发生;
(3)避免了不同物质的相互污染,两侧电解液均为钒的离子溶液;
(4)减小浓差极化,这主要是正负极电解液一直处于流动状态;
(5)响应迅速,充放电切换可瞬间进行;
(6)结构简单,价格便宜,维修费用低。
缺点:
(1)初装成本高为最大缺点。目前钒电池项目投资成本集中在3.8-6.0元/Wh,是目前锂电池储能电站的投资成本(约1.8元/Wh)的2倍以上。
(2)钒电池高速增长或拉动钒价上涨。假设2026年钒电池在新型储能中占比20%,在保守和理想两种情形下,V2O5的消耗量约11.6万吨和18.5万吨(4小时储能时长)。而2021年中国V2O5产量约13.1万吨;若钒资源开发力度不及预期,钒电池大规模应用将拉动钒价上涨,进一步抬升电解液成本。
(3)能量密度低、能量转换效率低于锂电池。全钒液流电池能量密度较低,仅为12-40Wh/kg,低于锂电池的80-300Wh/kg。钒电池需要用泵来维持电解液的流动,因此其损耗较大,能量转化效率为70-75%,低于锂电池(90%)。
3.全钒液流电池的应用
(1)新能源方面如风能,太阳能等:由于其间歇性等特点,可通过全钒液流电池对此类大规模电站进行储能应用;
(2)电网调峰方面:电网可通过全钒液流电池储能电站来实现调峰作用;
(3)新能源汽车方面:新能源汽车将逐渐代替燃油车,全钒液流电池将起到重要作用;
(4)备用电源方面:因其良好的特性,全铒液流电池可作为后备电源。
以上梳理了全钒液流电池的定义、优缺点及应用,希望对你有所帮助,如果你想了解更多相关内容,敬请关注三个皮匠报告的行业知识栏目。
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