全钒液流电池技术

易金矿业网 2023-07-09 10:57 编辑:admin 296阅读

一、全钒液流电池技术

目前储能技术进步最快的是化学储能,其中钠硫电池、钒液流电池、锂离子电池及超级电容器技术的安全性、能量转换效率和经济性等取得较大突破,产业化的条件日渐成熟,处于由技术积累向产业化迈进的关键时期。

锂离子电池、铅蓄电池等主流的电化学储能技术越来越难以满足快速发展的大容量储能需求,而全钒液流电池具有容量大、安全环保、循环寿命长、能量转换效率高,应用价值日益受到重视,成为大容量储能领域的首选技术之一。

二、全钒液流电池的工作原理

铁铬液流要优于钒电池。原因如下:

铁铬液流电池在很宽的温度区间内都能使用,下至东北的极寒天气,上至吐鲁番夏天的酷暑,环境适应性很好。不像磷酸铁锂电池,一到寒冬就拉跨。

其次,铁铬液流电池循环次数强。通俗地说,铁铬液流电池有点儿永生那味了。(理论上循环次数可以达到万次以上,这点和全钒液流电池很像。而且即便中间遇到各式各样的问题要废弃,废旧的铁铬液流电池回收也很方便)。

三、全钒液流电池案例分享

有攀钢钒钛,海德股份,金浦钛业,金岭矿业,河钢股份,中核钛白,智光电气,海亮股份,国星光电,西子洁能,龙百集团,安宁股份,易成新能,泰和科技,明星电力,西宁特钢,国网英大,四川长虹,东方电气,新天绿能,西部矿业,上海电气,振华股份,银龙股份等二十四支股票,其中攀钢钒钛是龙头,注意其回调后的二波机会

四、全钒液流电池案例研究

铁铬液流电池与其他电化学电池相比,具有明显的技术优势,具体优点如下。循环次数多,寿命长。铁铬液流电池的循环寿命最低可达到10000次,与全钒液流电池持平,寿命远远高于钠硫电池、锂离子电池和铅酸电池。

无爆炸可能,安全性高。铁-铬液流电池的电解质溶液采用水性溶液,没有爆炸风险。且电解质溶液储存在两个分离的储液罐中,电池堆与储液罐分离,在常温常压下运行,安全性高。电解质溶液毒性和腐蚀性相对较低,稳定性好。铁-铬液流电池的电解质溶液是含铁盐和铬盐的稀盐酸溶液,毒性和腐蚀性相对较低。

环境适应性强,运行温度范围广。相比其他液流电池,铁-铬液流电池的运行温度更加宽,电解质溶液可在-20~70 ℃全范围启动。

储罐设计,无自放电。电能储存在电解质溶液内,而电解质溶液存储在储罐里,因此不存在自放电现象,尤其适用于做备用电源等。

定制化设计,易于扩容。铁-铬液流电池的额定功率和额定容量是独立的,功率大小取决于电池堆,容量大小取决于电解质溶液,可以根据用户需求进行功率和容量的量身定制。在

对功率要求不变的情况下,只需要增加电解质溶液即可扩容,十分简便。模块化设计,系统稳定性与可靠性高。铁铬液流电池系统采用模块化设计,以250 kW一个模块为例,一个模块是由8个电池堆放置在一个标准集装箱内,因此电池堆之间一致性好,系统控制简单,性能稳定可靠。

废旧电池易于处理,电解质溶液可循环利用。铁-铬液流电池的结构材料、离子交换膜和电极材料分别是金属、塑料(或树脂)和碳材料,容易进行环保处理,电解质溶液理论上是可以永久循环利用的。资源丰富,成本低廉。

电解质溶液原材料资源丰富且成本低,不会出现短期内资源制约发展的情况。铁-铬液流电池的电解质溶液原材料铁、铬资源丰富,易获取,成本低,因而是可持续发展的储能技术。

五、全钒液流电池哪些企业应用

它的属性是蓄电池,通过不同价态的钒离子相互转化实现电能的储存与释放。

说白了,就是使用了钒电解液的电池。

1. 钒液流电池简介

全钒液流电池,寿命长、规模大、安全可靠。钒电池全称为全钒氧化还原液流电池(Vanadium Redox Battery,VRB),为液流电池的一种,是一种基于金属钒元素的氧化还原的电池系统,其电解液是不同价态的钒离子的硫酸电解液。根据电化学反应中活性物质的不同,液流电池可分为钒液流电池、锌基液流电池、铁铬液流电池等。其中全钒液流电池,寿命长、规模大、安全可靠的优势尤为突出,成为规模储能的首选技术,在调峰电源系统、大规模风光电系统储能、应急电源系统等领域具有广阔的应用前景。

六、全钒液流电池面临的挑战

成熟。

从技术层面来看,钒电池当前的技术成熟度已经达到商业化应用标准;从产业层面来看,液流电池与大规模储能需求匹配性最强,已进入产业化初期。

钒电池全称为全钒氧化还原液流电池,液流电池的最大特点就是采用水系电解液,没有燃烧和爆炸的风险。而锂电池使用的是高度易燃的有机电解液,只能降低风险概率而无法绝对避免。钠硫电池虽然能量密度胜于液流电池,但电池中仅用脆性陶瓷隔膜分离,一旦隔膜破损将发生爆炸。

优势不止于此。理论上钒电池可以做到无限次充放。

得益于液流电池电解液与电堆的分离,在电池运行过程中,电解质不会被损耗掉和消耗掉,从寿命的角度上来讲可以做到无限次循环。从电堆和辅助系统配套设计角度,目前钒电池设计的循环寿命大于15000次,远高于三元锂电池的800次和磷酸铁锂的3000-6000次。按照一天两充两放,可保障钒电池项目拥有20年的使用周期。

七、全钒液流电池有前景吗

液流电池优点:使用寿命长、转化效率高、支持过充/过放/深度放电、支持频繁充放电、维护成本低、运营成本低、系统响应快、环保、无污染、无噪音等等。

液流电池缺点:体积相对较大,通常适合大容量存储。

资料扩展

液流电池是由Thaller(NASA Lewis Research Center, Cleveland, United States )于1974年提出的一种电化学储能技术。液流储能电池系统由电堆单元、电解质溶液及电解质溶液储供单元、控制管理单元等部分组成。液流电池系统的核心是由电堆和(电堆是由数十节进行氧化-还原反应)和实现充、放电过程的单电池按特定要求串联而成的,结构与燃料电池电堆相似。

一、工作原理

1、液流电池一种新的蓄电池,液流电池是利用正负极电解液分开,各自循环的一种高性能蓄电池,具有容量高、使用领域(环境)广、循环使用寿命长的特点,是目前的一种新能源产品。氧化还原液流电池是一种正在积极研制开发的新型大容量电化学储能装置,它不同于通常使用固体材料电极或气体电极的电池,其活性物质是流动的电解质溶液,它最显著特点是规模化蓄电,在广泛利用可再生能源的呼声高涨形势下,可以预见,液流电池将迎来一个快速发展的时期。

2、目前,液流电池普遍应用的条件尚不具备,对许多问题尚需进行深入的研究。 循环伏安测试表明:石墨毡具有良好导电性、机械均一性、电化学活性、耐酸且耐强氧化性,是一种较好的电极材料,与石墨棒和各种粉体材料相比,更适合用于液流电池的研究和应用。论文对采用的石墨毡电极分别进行了未处理、热处理、酸热处理。借助于扫描电镜,观察了三种处理方式的石墨毡表面形貌的差异,热处理和酸热处理能除去石墨毡表面的杂质和影响电化学反应的污染物,使石墨毡表面干净平整,石墨毡的表面状况得到明显改善。交流阻抗实验表明,与未处理石墨毡相比,经过热处理、酸热处理石墨毡的电阻明显减小,证实了活化处理对石墨毡表面状况的改善,使石墨毡材料得到改性,降低了电阻,增强了电化学活性。

二、主要材料

1、全钒液流电池是一种新型蓄电储能设备,不仅可以用作太阳能、风能发电过程配套的储能装置,还可以用于电网调峰,提高电网稳定性,保障电网安全。

2、锌溴电池属于液流储能电池的一种。根据活性物质不同,研究较多的液流电池有锌溴电池、多硫化钠/溴电池及全钒液流电池三种。当前国内有少数几家公司在做该项技术的研发。

3、锌溴电池在造价上具有与生俱来的优势,因为从储能电池的普遍成本看,电解液成本占到总成本的30%,所以电解液成分的价格在很大程度上决定了电池的整体造价。而锌溴电池的电解液成分为锌和溴,其中锌是一种很常见的金属,容易大量获取而且价格较低,而另一种成分溴更是常见,甚至在污水中就能提取。这个先天性的特质决定了锌溴电池在成本方面具有的优势。

八、全钒液流电池的发展前景

前景非常好,近年来,国家政策大力支持储能电池发展,《关于促进储能技术和产业发展的指导意见》,明确计划在未来10年内完成两步走,到2025年,使储能电池产业实现规模化发展,形成较为完整的产业体系,成为能源领域经济新增长点。

中国十四五规划纲要在储能产业、储能能力、储能项目方面都作出了要求。《关于加快推动新型储能发展的指导意见》提出,坚持储能技术多元化,推动锂离子电池等相对成熟新型储能技术成本持续下降和商业化规模应用。

在政策利好下,预计储能电池快速发展将助力我国实现碳中和目标。

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