全钒液流电池_钒电池_全钒液流电池上市公司

[导读]中国铁合金网讯：(一)钒电池的技术原理全钒液流电池，简称钒电池（Vanadium FlowBattery，缩写为VFB），是活性物质为循环流动液态的二次电池技术，通过钒离子的价态变化，实现化学能与电能的往复转换，从而实现电能存储与释放的一种储能技术。该技术的研发始于上世纪80年代澳...

中国铁合金网讯：(一)钒电池的技术原理

全钒液流电池，简称钒电池（Vanadium FlowBattery，缩写为VFB），是活性物质为循环流动液态的二次电池技术，通过钒离子的价态变化，实现化学能与电能的往复转换，从而实现电能存储与释放的一种储能技术。该技术的研发始于上世纪80年代澳大利亚新南威尔士大学，在澳大利亚、日本、美国、德国、中国等国家都有应用验证，用于风能系统蓄电、电站调峰、微电网储能等。全钒液流电池钒电池是目前受关注也是应用比例最广的液流电池技术。

液流电池系统主要包含如下几部分：电堆单元（见图和右上角），电堆是由正负电极和离子传导膜叠合而成单电池的集合体；电解液单元（见图两侧），包括含有活性物质的电解液，及用于电解液盛装和循环的储罐、管路、阀、泵、传感器等辅助部件；控制系统，包括用于管理整个系统的电池管理系统（见图上方）、功率变化单元等。

钒电池将不同价态的钒离子溶液作为正负极的活性物质，分别储存在电解液储罐中，用泵将储存在罐中的电解液打入电堆内，使其在不同的储液罐和半电池的闭合回路中循环流动，采用离子传导膜作为电池隔膜，电解液平行流过电极表面并发生电化学反应，通过双极板收集和传导电流，实现电解液化学能与电能的转换。

(二)钒电池的技术优势和挑战

钒电池是适用于电力系统的固定式大容量储能系统。与其他储能技术相比，钒电池具有以下主要特点:

●安全性高，电池的储能活性物质为含有钒离子的稀硫酸水溶液，常温常压运行，经过长时间运行，即使正负极活性物质发生互混，也不会发生和燃烧。运行中，电解液在电堆和电解液储罐之间循环流动，电堆产生的热量可以有效的排出，热管理简单。单体电池间一致性好。全球安装的系统迄今为止无一发生火灾。

●循环寿命长，电池均一性好，可深度放电。由于电能储存在电解液里面而非电极上，理论上可以无限次充放电。一定时间运行后的容量衰退可以或离线恢复。

● 生命周期的性价比高， 约占整个成本30%~50%（根据储能时长不同）的电解液可循环使用。

●充放电特性良好，响应速度快，能量效率80%，可深度放电，另外钒离子的电化学可逆性高，电化学极化也小，适合大电流快速充放电，充放电切换只需0.02秒。

●功率和容量可独立设计，功率和容量分别由电堆和电解液的数量决定，使得设计更加灵活，储能容量为数百千瓦时至数百兆瓦时，输出功率为数百千瓦至数百兆瓦，尤其适合储能。

全钒液流电池需要继续改进和解决的问题包括:

●离子传导膜可影响正、负极电解液钒离子相互渗透率，影响液体电池的效率和寿命，且目前商业化的离子膜价格昂贵，亟需开发具有高选择性、高导电性、低成本的传导膜，实现国产化、批量化生产；

● 电解液成本所占比例高， 约占总成本的30%~50%，需开发低成本电解液技术；

●受钒离子溶解度的限制，能量密度偏低，大概与铅酸电池相当，体积较大，目前还不适用于动力电池。全钒液流电池

●电池系统需要配置大量辅助部件，结构较为复杂，频繁启动停止的性能和运行可靠性有待改善。

●系统运行温度窗口相对较窄，在一定程度上影响储能系统效率。

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