全钒液流电池技术具有的优势分析

第一，全钒液流电池储能系统运行安全可靠，可循环利用，生命周期内环境负荷小、环境友好。全钒液流电池储能系统的储能介质为电解质水溶液，安全性高。

第二，全钒液流电池储能系统的输出功率和储能容量相互独立，设计和安置灵活。输出功率的大小由电堆的大小和数量决定，而储能容量的大小由电解质溶液中钒离子的浓度和体积决定。全钒液流电池系统的输出功率在数百千瓦至数百兆瓦范围，储能容量在数百千瓦时至数百兆瓦时范围。

第三，全钒液流电池的工作原理是通过电解液中钒离子价态的变化，实现电能的存储和释放。反应的可逆性好，无相变化，电解液在电池内部的电极内连续流动，充放电状态切换响应迅速。充放电循环次数在15000次以上，使用年数在15年到20年，生命周期的性价比高。

第四，全钒液流电池中正负极电解质溶液均为同种元素，电解质溶液可以通过在线再生反复循环使用。电堆及电池储能系统主要是由碳材料、塑料和金属材料组合而成的，当全钒液流电池系统废弃时，金属材料可以持续使用，碳材料、塑料可以作为燃料来加以利用。因此，全钒液流电池系统全生命周期内环境负荷较小、环境非常友好。

第五，价格便宜。近年来，随着全钒液流电池材料技术和电池结构设计制造技术的不断进步，电池性能不断提高，电堆的能量效率可保持在80%以上，工作电流密度由原来的60-80mA/c提高到150mA/c。电池的功率密度提高了1倍，而且在此条件下，成本大幅度降低。尽管研究开发周期很短，国家的投入很低，对于1MW/5MW规模的全钒液流电池储能系统已由2013年的7000元/kWh下降到2016年3500元/kWh。而且，充放电循环次数在16000次以上，所以，其生命周期的成本是非常低的。

第六，全钒液流电池储能系统采用模块化设计，便于系统集成和规模放大。全钒液流电池电堆是由多个单电池按压滤机方式叠合而成。全钒液流电池单个电堆的额定输出功率一般20千瓦到40千瓦之间；全钒液流电池储能系统通常是由多个单元储能系统模块组成，单元储能系统模块额定输出功率一般在100千瓦到300千瓦之间。与其它类型的电池相比，全钒液流电池电堆和电池单元储能系统模块额定输出功率大，便于全钒液流电池储能系统的集成和规模放大。

第七，具有较强的过载能力和深放电能力。全钒液流电池储能系统运行时，电解质溶液通过循环泵在电堆内循环，电解质溶液活性物质扩散的影响较小；而且，电极反应活性高，活化极化较小。所以，全钒液流电池储能系统具有很好的过载能力。而且，全钒液流电池放电没有记忆效应，具有很好的深放电能力。

第八，液流电池的能量密度偏低，全钒液流电池更适于固定式的大规模储能电站。

产业化应用看好

液流电池的概念是由L.H.Thaller（NASALewisResearchCenter，Cleveland，UnitedStates）于1974年提出的，该类电池通过正、负极电解质溶液中的活性物质在电极上发生可逆氧化还原反应（即价态的可逆变化）实现电能和化学能的相互转化。

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；放电过程与之相反。

液流电池的正极和负极电解质溶液储存于外部的储罐中，通过泵和管路输送到电池内部进行反应。从理论上讲，不同氧化还原电堆可以组成多种液流电池。

全钒液流电池则是以不同价态的钒离子作为活性物质，通过钒离子价态变化实现化学能和电能相互转变。

大规模电池储能技术需要满足一些基本的要求，即安全性高；生命周期的性价比高；经济性好；生命周期的环境负荷低，环境友好等。

相比之下，在众多的储能技术中，液流电池储能技术具有能量转换效率高、蓄电容量大、选址自由、可深度放电、安全环保等优点，成为大规模高效储能的首选技术之一。而在众多液流电池中，全钒液流电池储能技术是产业化应用最多的液流电池储能技术。