什么是釩電池,釩電池的優(yōu)缺點
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!
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。研究的導電高分子復合材料采用的導電介質(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，金屬粒子會與電解液發(fā)生化學反應，因此具有化學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，具有收集電化學反應所產(chǎn)生的電流以及分隔正負極電解液的作用。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電性之外，還必須具有很強的耐化學和電化學腐蝕性。常用的雙極板是碳素復合材料，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電填料形成導電網(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電性能并不高，這將直接影響VRB的能量效率。
為保證導電填料在雙極板內(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腐蝕性和電化學腐蝕性外，還必須考慮高分子與導電填料之間的相容性。在VRB中雙極板的腐蝕主要是化學反應過程中產(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，從而增強導電填料在高分子基體中的分散，提高導電塑料的導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、負極活性物質(zhì)只分別存在正、負極電解液中，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，遠遠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、碳氈0.4萬，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。
