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钒电池的特性_钒电池的优缺点

2020年01月15日 10:35 网络整理 作者:网络整理 用户评论(0

  钒电池的特性

  系统使用寿命长。钒电池充放电次数超过100,000次,使用寿命达到10年以上。

  系统效率高。钒电池系统循环效率可达65-80%。

  支持频繁充放电。钒电池支持频繁大电流充放电,每天可实现充放电数百次,而不会造成电池容量下降。

  支持过充过放。钒电池系统支持深度充放电(DOD》80%),深度放电而不损坏电池。

  充放电速度比为1.5:1。钒电池系统能够实现快速充放电,满足负载需要。

  自放电率低。钒电池正负极电解液中的活性物质分别储存在不同的储罐中,在系统关闭模式,储罐中的电解液无自放电现象。

  启动速度快。钒电池系统运行过程中充放电切换时间小于1毫秒。

  电池系统设计灵活。钒电池系统的功率与容量可以独立设计,按照客户需求配置,并实现快速升级。

  维护成本低。钒电池系统实现全自动操作,操作成本低,维护周期长,维护简单。

  环保无污染。钒电池系统在常温下封闭运行,符合环保要求,可以完全回收,无处置问题。

  

  钒电池的优点

  (1)功率大:通过增加单片电池的数量和电极面积,即可增加钒电池的功率,美国商业化示范运行的钒电池的功率已达6兆瓦。

  (2)容量大:通过任意增加电解液的体积,即可任意增加钒电池的电量,可达吉瓦时以上;通过提高电解液的浓度,即可成倍增加钒电池的电量。

  (3)效率高:由于钒电池的电极催化活性高,且正、负极活性物质分别存储在正、负极电解液储槽中,避免了正、负极活性物质的自放电消耗,钒电池的充放电能量转换效率高达75%以上,远高于铅酸电池的45%。

  (4)寿命长:由于钒电池的正、负极活性物质只分别存在于正、负极电解液中,充放电时无其它电池常有的物相变化,可深度放电而不损伤电池,电池使用寿命长。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,远远高于固定型铅酸电池的1000次。

  (5)响应速度快:钒电池堆里充满电解液可在瞬间启动,在运行过程中充放电状态切换只需要0.02秒,响应速度1毫秒。

  (6)可瞬间充电:通过更换电解液可实现钒电池瞬间充电。

  (7)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。

  (8)成本低:除离子膜外,钒电池部件多为廉价的碳材料、工程塑料,材料来源丰富,易回收,不需要贵金属作电极催化剂,成本低。

  (9)钒电池选址自由度大,可全自动封闭运行,无污染。

  钒电池缺陷

  钒电池存在的技术问题主要有两个,第一,钒电池正极液中的五价钒在静置或温度高于45摄氏度的情况下易析出五氧化二钒沉淀,析出的沉淀堵塞流道,包覆碳毡纤维,恶化电堆性能,直至电堆报废,而电堆在长时间运行过程中电解液温度很容易超过45摄氏度。第二,石墨极板要被正极液刻蚀,如果用户操作得当,石墨板能使用两年,如果用户操作不当,一次充电就能让石墨板完全刻蚀,电堆只能报废。在正常使用情况下,每隔两个月就要由专业人士进行一次维护,这种高频次的维护费钱、费力。

  另外,钒电池成本过高。以一个五千瓦电池为例,电解液(一立方,1.8mol/L)17万、控制系统10万、隔膜7万、板框4万、石墨板1.5万、泵0.7万、碳毡0.4万,总共40.6万,这只是主要材料成本,没计入次要材料成本和人力成本。因此,一个五千瓦钒电池的成本在四十万以上,高出相同规格铅酸电池的成本数倍。

  从环保的角度来说,钒电池压根就不环保,配制电解液用到的原料、正极沉淀以及泄漏的正极液经风干后形成的薄层都有一样相同东西,那就是五氧化二钒,它是一种剧毒化学品。

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( 发表人:陈翠 )

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