储能家族的中坚力量——液流电池

在储能大家族中，按照技术类型划分，主要包括物理储能和化学储能，而各种储能技术具有不同的技术特点和应用领域。与物理储能相比，化学储能具备系统简单、安装便捷以及运行方式灵活等优点。

当前，液流电池、锂电池、钠硫电池、铅碳电池是用于电力系统的主流化学储能技术类电池。其中，液流电池更可以称得上是储能家族的中坚力量。

通过活性物质之间发生氧化还原反应，液流电池可以实现电能和化学能的相互转化。液流电池在充电时，正极发生氧化反应，活性物质价态升高；负极发生还原反应，活性物质价态降低。放电时则正好相反，正极发生还原反应，活性物质价态降低；负极发生氧化反应，活性物质价态升高。

与传统二次电池直接采用活性物质做电极不同，液流储能电池的电极均为惰性电极，只为电极反应提供反应场所，活性物质通常以离子状态存储于电解液中。正极和负极电解液分别装在两个储罐中，通过送液泵实现电解液在管路系统中的循环。运行过程中，全液态液流电池氧化还原反应表现为离子价态的变化，沉积型液流电池表现为金属的沉积与溶出。

从外观看，液流电池储能系统包括如下几部分：电堆单元，由正负电极和离子传导膜叠合而成单电池的集合体；电解液单元，包括含有活性物质的电解液，及用于电解液盛装和循环的储罐、管路、阀、泵、传感器等辅助部件；控制系统，包括用于管理整个系统的电池管理系统、功率变化单元等。就像汽车的发动机燃烧汽油发电，液流电池可通过在电堆里转化电解液发电。不同的是，电解液不会被消耗掉，能够进行往复充放电。

根据发生反应的电堆不同，液流电池可以分为：全钒液流电池、锌溴液流电池、多硫化钠/溴液流电池、锌/镍液流电池、铁/铬液流电池、钒/多卤化物液流电池、锌/铈液流电池、半液流电池。虽然液流电池各自的电化学体系不同，但都具备以下共同特点：

1.功率和容量相互独立，输出功率由电池模块的大小和数量决定，储能容量由电解液的浓度和体积决定，故可实现功率与容量的独立设计；

2.能量转化效率高，启动速度快；

3.具有很强的过载能力和深度放电能力；

4.部件多为廉价的碳材料、工程塑料，材料来源丰富，易于回收。

同时，不同的液流电池又各具特点。其中，全钒液流电池正负极活性物质都是钒离子，只是价态不同，具有更安全、寿命更长、效率更高的优势，是目前应用最广，最具产业化前景的液流电池，已经成为液流电池家族中的掌门人，具有高安全性、长寿命、高可靠性、绿色环保等优点，吸引了政府和电力行业的高度关注。