钒电池是新储能技术 的一次重大革命。有望突破新能源产业发展瓶颈,成为储能系统的主要电池材料。
这是因为钒电池储能技术具有能量转换效率高、循环寿命长、安全环保等突出特点,是太阳能和风力发电过程中优良的储能装置,也可用于对电网进行调峰,提高电网的稳定性,保证电网的安全。
值得注意的是,虽然目前锂离子电池在储能市场占据主导地位,但性能最好的钒电池已经成为发展势头最强劲的绿色环保电池之一。钒电池不会像锂离子电池选项那样随着循环而退化,并且它们可以在不产生热量的情况下移动电力。
目前,美国已发现大量钒矿,而锂矿则十分稀缺。面对130亿市值的储能市场,钒将发挥重要作用。去年,钒是表现最好的电池金属,甚至超过了锂和钴。
除美国外,日本、澳大利亚等国外不少企业也开始布局钒电池市场。在日本,用于电站调峰和风能储能的钒电池发展迅速。
大功率钒电池储能系统投入使用,商业化进程全面推进。Vanadium Australia 通过其子公司 VSUN Energy 正在推进为澳大利亚住宅市场开发钒氧化还原液流电池的计划。
作为反应发生的地方,电堆与储存电解液的储槽分开,从根本上克服了传统电池的自放电现象。功率只取决于电堆的大小,容量只取决于电解液的储存量和浓度。
与其他化学电源相比,钒电池具有明显的优势,主要优势如下:
通过增加单片电池的数量和电极面积,可以提高钒电池的功率。目前,美国商业示范运行的钒电池功率已达6兆瓦。
通过任意增加电解液的体积,可以任意增加钒电池的功率,达到GWh以上。通过提高电解液的浓度,可以使钒电池的功率增加一倍。
由于钒电池电极的催化活性高,正负极活性物质分别储存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%。
由于钒电池的正负极活性物质分别只存在于正负极电解液中,不会出现其他电池在充放电过程中经常出现的相变现象,可以深度放电而不损坏电池,并且电池使用寿命长。
目前,加拿大VRBPowerSystems商业演示运行时间最长的钒电池模组已正常运行9年多,充放电循环寿命超过18000次,远高于1000次固定式铅酸蓄电池。
钒电池堆内充满电解液,可瞬间启动。运行时充放电状态切换仅需0.02秒,响应速度1毫秒。
通过更换电解液可以实现钒电池的瞬时充电。
钒电池没有爆炸或火灾的隐患,即使正负极电解液混合也没有危险,只是电解液的温度略有升高。
除离子膜外,钒电池组件多为廉价的碳材料和工程塑料,来源丰富,易于回收,不需要贵金属作为电极催化剂,成本低廉。
钒电池是发展势头强劲的优良绿色蓄电池之一(在制造、使用和处置过程中不产生有害物质)。具有特殊的电池结构,可以大电流密度深度放电;快速充电;高比能;低价。
应用领域非常广泛:如可作为楼宇、机场、程控交换站的后备电源;可作为太阳能等清洁发电系统的配套储能装置。可为潜艇、远洋舰船提供动力,可用于电网调峰等。
钒电池的成本与铅酸电池相近。还可生产兆瓦级电池组,可提供大功率、长效电能。因此,钒电池在大规模储能领域具有锂离子电池、镍氢电池无法比拟的性价比优势。
钒电池生产工艺简单,价格经济,电性能优良。与复杂昂贵的燃料电池相比,在大规模储能和电动汽车电源应用前景方面更具竞争力。
据了解,目前固态电解质钒动力电池在电功率、充放电、比能量等方面已经接近锂电池的水平,相对于锂电池和铅酸电池具有相对优势。安全性、使用寿命和成本。
铅酸电池和锂离子电池有很大的不同。您可以阅读我们的铅酸与锂离子对比文章,了解它们的区别。目前我国铅酸蓄电池年产量为1.3亿千瓦时,2011年1-6月累计生产6800万千瓦时。