全釩液流電池簡介
液(ye)(ye)流(liu)電(dian)(dian)(dian)池是(shi)由美國科學(xue)家hallerl.h.于1974年提出的一種電(dian)(dian)(dian)化學(xue)儲(chu)能技術。根(gen)據發生反應的電(dian)(dian)(dian)對不同,液(ye)(ye)流(liu)電(dian)(dian)(dian)池可以分(fen)為:全釩液(ye)(ye)流(liu)電(dian)(dian)(dian)池、鋅溴液(ye)(ye)流(liu)電(dian)(dian)(dian)池、多硫化鈉(na)溴液(ye)(ye)流(liu)電(dian)(dian)(dian)池、鋅鎳(nie)液(ye)(ye)流(liu)電(dian)(dian)(dian)池、半液(ye)(ye)流(liu)電(dian)(dian)(dian)池等(deng)。


全釩(fan)液流(liu)電池(chi)(Vanadium Redox Flow Battery,VRB),簡稱是(shi)釩(fan)電池(chi),是(shi)一種活性物(wu)質呈循環(huan)流(liu)動液態的氧化還原電池(chi)。
釩電池的電能是以化學能的方式存儲在不同價態釩離子的硫酸電解液中,通過外接泵把電解液壓入電池堆體內,在機械動力作用下,使其在不同的儲液罐和半電池的閉合回路中循環流動,采用質子交換膜作為電池組的隔膜,電解質溶液平行流過電極表面并發生電化學反應,通過雙電極板收集和傳導電流,從而使得儲存在溶液中的化學能轉換成電能。
釩屬于VB族元素,化(hua)學性質活躍,呈現(xian)多種價(jia)態(tai)。VRB就是以(yi)釩離子(zi)的不(bu)同價(jia)態(tai)的溶(rong)液為(wei)電(dian)解(jie)(jie)液,使(shi)其在(zai)正負極(ji)板上發生可逆反應,得以(yi)順利完成(cheng)充電(dian)、放電(dian)和(he)再充電(dian)過(guo)程(cheng)。正極(ji)電(dian)解(jie)(jie)液由V5+和(he)V4+離子(zi)溶(rong)液組成(cheng),負極(ji)電(dian)解(jie)(jie)液由V3+和(he)V2+
離子(zi)溶(rong)液(ye)(ye)組成,電池(chi)充電后,正(zheng)極(ji)物質為V5+離子(zi)溶(rong)液(ye)(ye),負極(ji)為V+離子(zi)溶(rong)液(ye)(ye),電池(chi)放電后,正(zheng)、負極(ji)分(fen)別(bie)為V4+和V3+離子(zi)溶(rong)液(ye)(ye),電池(chi)內部通過(guo)H+導電。V5+和V4+離子(zi)在酸性溶(rong)液(ye)(ye)中(zhong)分(fen)別(bie)以VO2+離子(zi)和VO2+離子(zi)形式存(cun)在。
VRB正負極板發(fa)生以下(xia)反應:
正極:VO2﹢+2H﹢+e→V02﹢+H20
負極:v2+ ↔ V3+﹢e-
電池反應:VO2++2H++V2+↔V02+ +H20+V3+
雖然液流電池各自的電化學體系不同(tong),但都具備以下特點:
1.功(gong)率(lv)和(he)容(rong)(rong)量(liang)相互獨(du)立,輸出(chu)功(gong)率(lv)由電池模(mo)塊的大小和(he)數量(liang)決定(ding),儲能容(rong)(rong)量(liang)由電解液的濃度和(he)體積決定(ding),故可(ke)實(shi)現功(gong)率(lv)與容(rong)(rong)量(liang)的獨(du)立設計;
2.能量(liang)轉化效率高,啟(qi)動速度(du)快;
3.具有很強的(de)過載能(neng)力(li)(li)和深度放電能(neng)力(li)(li);
4.部件多(duo)為(wei)廉(lian)價的(de)碳材料、工程(cheng)塑料,材料來源豐富,易于回收。
全釩液流電池具備充放電可逆性(xing)高、循環壽命(ming)長、能量轉換效率高、正負極電解質無交叉(cha)污染和容易規模化等優點(dian)(dian)。同時顯示(shi)了較大的成本優勢,建(jian)設周(zhou)期(qi)短,系(xi)統運行和維(wei)護費用低(di),特別是具有運行安全和環境友好的特點(dian)(dian)。
釩電(dian)(dian)池(chi)系(xi)統(tong)可以廣泛用(yong)于太陽能(neng)和(he)(he)風能(neng)發電(dian)(dian)的儲(chu)能(neng)設備、大型應急電(dian)(dian)源系(xi)統(tong)、電(dian)(dian)站儲(chu)能(neng)和(he)(he)電(dian)(dian)力系(xi)統(tong)的削峰填(tian)谷、負載調平等方面。目前(qian)釩電(dian)(dian)池(chi)在國外已(yi)經獲得了長足的發展,一些商業化示范工程也已(yi)經建立(li)并穩定運行(xing)。





