全釩液流電池是什么?
作者:化工綜合網發布時間:2021-12-12分類:催化劑及助劑瀏覽:95
全釩液流電池是一種以釩為活性物質呈循環流動液態的氧化還原電池。釩電池電能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。下面隨小編去了解下全釩液流電池吧!
一、全釩液流電池特點
1、電池的輸出功率取決于電池堆的大小,儲能容量取決于電解液儲量和濃度,因此它的設計非常靈活,當輸出功率一定時,要增加儲能容量,只要增大電解液儲存罐的容積或提高電解質濃度;
2、釩電池的活性物質存在于液體中,電解質離子只有釩離子一種,故充放電時無其它電池常有的物相變化,電池使用壽命長;
3、充、放電性能好,可深度放電而不損壞電池;
4、自放電低,在系統處于關閉模式時,儲罐中的電解液無自放電現象;
5、釩電池選址自由度大,系統可全自動封閉運行,無污染,維護簡單,操作成本低;
6、電池系統無潛在的爆炸或著火危險,安全性高;
7、電池部件多為廉價的碳材料、工程塑料,材料來源豐富,易回收,不需要貴金屬作電極催化劑;
8、能量效率高,可達75%~80%,性價比非常高;
9、啟動速度快,如果電堆里充滿電解液可在2min內啟動,在運行過程中充放電狀態切換只需要0.02s。
二、全釩液流電池缺點
1、能量密度低,先進的產品能量密度大概只有40Wh/kg。鉛酸電池大概有35Wh/kg。
2、因為能量密度低,又是液流電池,所以占地面積大。
3、國際先進水平的工作溫度范圍為5°和45°C,過高或過低都需要調節。
三、全釩液流電池材料
1、釩電池電解液全釩最初,電解液是將VOSO4直接溶解于H2SO4中制得,但由于VOSO4價格較高,人們開始把目光轉向其它釩化合物如V2O5、NH4VO3等。制備電解液的方法主要有兩種:混合加熱制備法和電解法。其中混合加熱法適合于制取lmol/L電解液,電解法可制取3~5mol/L的電解液。
2、釩電池隔膜
釩電池的隔膜必須抑制正負極電解液中不同價態的釩離子的交叉混合,而不阻礙氫離子通過隔膜,傳遞電荷。這就要求選用具有良好導電性和較好選擇透過性的離子交換膜,最好選用允許氫離子通過的陽離子交換膜。電池隔膜一般都以陽離子交換膜為主,也有用Nafion膜(Dupont)的,但后者價格較貴。對陽離子交換膜進行處理,提高親水性、選擇透過性和增長使用壽命,是提高釩電池效率的途徑之一。全氟磺酸型離子交換膜是由杜邦公司率先研制成功,并以Nafion為其商標,是性能最好的一種離子交換膜。
3、釩電池電極材料
全釩液流電池要達到大容量的儲能,必須實現若干個單電池的串聯或者并聯,這樣除了端電極外,基本所有的電極都要求制成雙極化電極。由于V02+的強氧化性及硫酸的強酸性,作為釩電池的電極材料必須具備耐強氧化和強酸性,電阻低,導電性能好,機械強度高,電化學活性好等特點。釩電池電極材料主要分為三類:金屬類,如Pb,Ti等;炭素類,如石墨、碳布、碳氈等;復合材料類,如導電聚合物、高分子復合材料等。
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