1、钒电池与锂离子电池工作原理的不同
全钒液流电池是将具有不同价态的钒离子溶液分别作为正极和负极的活性物质,分别储存在各自的电解液储罐中。在对电池进行充、放电实验时,电解液通过泵的用途,由外部贮液罐分别循环流经电池的正极室和负极室,并在电极表面发生氧化和还原反应,实现对电池的充放电。
锂离子电池实际上是一种锂离子浓差电池,正负电极由两种不同的锂离子嵌入化合物组成。充电时,Li+从正极脱嵌经过电解质嵌入负极,负极处于富锂态,正极处于贫锂态,同时电子的补偿电荷从外电路供给到碳负极,保证负极的电荷平衡。放电时则相反,Li+从负极脱嵌,经过电解质嵌入正极,正极处于富锂态。在正常充放电情况下,锂离子在层状结构的碳材料和层状结构氧化物的层间嵌入和脱出,一般只引起层面间距变化,不破坏晶体结构,在充放电过程中,负极材料的化学结构基本不变。因此,从充放电反应的可逆性看,锂离子电池反应是一种理想的可逆反应。
2、钒电池能量存储于电解液中,新增电解液储罐的体积或者提高电解液的浓度均可新增电池容量。即关于相同功率输出的钒电池,可根据需求任意调整容量,非常适合大容量储能应用;锂离子电池容量则是与正负极材料有关。
3、钒电池输出功率由电池堆中参与反应的面积决定,可通过新增或减少单电池和不同电池组串连和并联调整满足不同功率需求,目前美国商业化示范运行的钒电池的功率已达6000kW;锂离子电池很难做到那么大的储能容量;
4、钒电池充放电不涉及固相反应,电解液的理论使用寿命无限,可以长期使用;锂离子电池涉及固相反应,电解液使用寿命有限;
5、钒电池反应速度快,可在瞬间启动,在运行过程中充放电状态切换只要0.02秒,响应速度1毫秒;
6、钒电池理论充放电时间比为1:1(实际运行1.5-1.7:1),支持频繁大电流充放电,深度充放电对电池寿命影响不大,充放电状态下电池正、负极活性物质均为液相,不会出现镍氢电池、锂离子电池等蓄电池因电极上枝状晶体的生长而将隔膜刺破导致电池短路的危险;
7、钒电池能量的存储量可以精确地测量出来;锂离子电池不能。
8、钒电池可以通过新增电解液或更换电解液的方式新增系统运行时间。通过更换电解液,可实现瞬间再充电,类似于汽车加油;锂离子电池做不到。
9、钒电池系统使用寿命长,充放循环寿命可超过10000次,远远高于锂离子电池的寿命。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;
10、钒电池安全性高: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;锂离子电池有潜在的爆炸或着火危险。
11/钒电池除离子膜外,材料价格便宜,来源丰富,不要贵金属作电极催化剂,成本低。锂离子电池价格较贵,资源稀缺,要使用贵金属。
12、钒电池电解液可长期使用,没有污染排放,对环境友好;锂离子电池电解液不可循环使用,有一定的污染。
1、钒电池有个致命缺陷就是大,还有温度因素,容易产生众多五氧化二钒,因此维护问题,充电桩问题都不好解决。
2、钒电池只是概念,离真的普及还很远。目前大多用于储能地方,如风力发电,光伏等!包括石墨烯电池,都只是概念,相比之下只有锂电池是现实的,还在不断进步。
3、锂离子电池还是我们最常见的电化学储能电池,我们手机、笔记本电脑的电池多为锂离子电池。这种充电电池主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。高能效和电力容量上的优越性也让锂离子电池的市场扩大到交通领域,现在许多电动车也选用这种电池作为动力。
1、钒电池定义
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。
2、钒电池发展历程
2011年(辛卯年)11月28日,中国泰州新能源高层论坛吸引了全国各地200多位嘉宾参加。钒电池中策资本集团董事局主席黄友权怀揣着《钒电池在新能源产业的应用》报告在台上做了精彩的演讲。依据规划,该项目占地1800亩,一期工程将在2012年投产,届时可形成25亿元的销售额,2013年全部投产后,有望形成100亿元的产业规模,届时中策资本集团旗下的洋泰能源(泰州)有限公司将成为全球*的钒电池生产商。所生产的钒电池将从泰州集成后走向全球。
3、钒电池优点:
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***,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。
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