钜大LARGE | 点击量：1810次 | 2021年05月25日
钒电池能否取代锂离子电池？
电池（VRB）是一种新型清洁能源存储装置，经过美国、日本、澳大利亚等国家的应用验证，与目前市场中的铅酸蓄电池、镍氢电池相比，具有大功率、长寿命、支持频繁大电流充放电、绿色无污染等明显技术优势，重要应用于再生能源并网发电、城市电网储能、远程供电、UPS系统、海岛应用等领域。
公开资料显示，钒电池一次性充电后，续航能力可达1000公里，充电时间只需3-5分钟，成本造价是目前24V锂离子电池的40%，从续航、充电时间与成本上均被誉为完美电池。
钒电池相对锂离子电池而言，重要优势有：
1、方便规模化。
一套系统可以做到你家冰柜那么大，也可以做到你家小区变电站那么大，电量够你家用一天到一年不等，想怎么设计就怎么设计。
符合Exic IIB T4 Gc防爆标准
充电温度：0~45℃
-放电温度：-40~+55℃
-40℃最大放电倍率：1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%
换句话说，不论工程项目对储能系统的性能提出怎么样的要求，工程师都能轻松加愉快的作出相应设计。不要小看这一点，此等优势锂离子电池是非常羡慕的。锂离子电池的储能材料涂覆在集流体表面做成电极，其工艺和性能是出场前就由化学家设计好的，很难根据具体工程项目调整。
2、使用寿命长。
市场上的锂离子电池寿命大约是1000-5000次。锂离子电池的储能原理重要是锂离子在固态电极上的嵌入和脱嵌。电极材料在锂离子的反复抽插下发生应力的变化，久而久之出现裂纹最终导致衰退。
然而钒电池的充放电机理是化合价的变化，这是一个完全可逆的过程，实验室里循环测试的次数都是以万次为单位计的。考虑到系统中其他部件的寿命，能用半个世纪是完全做得到的。
3、安全性较好。
锂离子电池组要复杂的电池管理系统来防止过充过放和过热，过充和大电流会导致电极材料失效报废，电池膨胀漏液甚至析锂短路。电池中的碳材料和碳酸酯电解液都是易燃物，如泄露容易导致起火爆炸。
然而在钒电池利用的是水溶液中钒离子可逆的化学价变化，性能不依赖于电极结构，面对锂离子电池忌讳的大电流和过充过放毫无压力，同样过充也只会导致水的电解，只要及时泄压排出氢气就没有问题。至于起火……你觉得水溶液会起火么？
当然凡事必有两面性，钒电池较锂离子电池相比也有缺点。
钒电池的软肋就在于其较低的能量密度，只有15-40Wh/L，甚至不如铅酸电池，导致设备体积重量大，很难应用于移动电源。钒盐本身分子量较大，在水中的溶解度也有限。
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，这只是重要材料成本，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。
所以，以现在的技术来说，钒电池还不能取代锂离子电池。
上一篇：陶瓷线路板解决锂离子电池最终难题
