新型电源全钒氧化还原液流电池

新型电源全钒氧化还原液流电池

由于能源危机和环保压力，传统能源正在向可再生能源转换。随着风能和太阳能等能源的应用，研究和开发价廉、高效率的储能系统是十分必要的。在众多的储能系统中，氧化还原液硫电池（redoxflowcell）具有电池容量可调，无固相反应，不发生电极物质结构形态的改变，价格便宜、寿命长、可靠性高、操作和维修费用低等优点，因而得到了迅速发展。早期，Fe/Cr液硫电池发展较快，但Cr半电池的可逆性差，且难于寻求到能排除Fe和Cr相互污染的选择性隔膜；虽然对Fe/Cr电池进行了改进，但性能仍不理想，难以实用化。所以人们又研究开发单一金属溶液为电解质的电池，如Cr系、Co系和V系，其中以钒溶液为电解质的液流电池的性能最好。

钒氧化还原液流电池是一种优良的储能系统。作为蓄电池与其他蓄电池比较见表1所示。它有诸多优点：

（1）钒电池的额定功率和额定能量是相互独立的，功率大小取决于电池堆的性能（如电池堆的电阻等），钒电池的能量取决于电解液的体积和电解液的浓度。因此，可以通过增加电解液的浓度和体积来增加电池的容量。

（2）在充、放电期间，钒氧化还原液流电池只发生液相反应，电极不参与化学反应。

（3）钒电池储存寿命长，理论上保存期无限。因为电解液可以循环使用，这大大降低了电池的成本。

（4）钒电池可以实现100%深放电而不损坏电池。

（5）钒电池的结构简单、材料价格便宜、更换和维修费用低廉。

（6）通过更换钒电池的电解液可以实现瞬间再充电。

（7）钒电池对环境友好，是新型的环保电池。

基于上述优点，钒电池可实现“瞬间再充电”,对于电动汽车的开发有很大的意义,钒电池可以作为电动汽车的动力能源,有利于推动电动汽车的普及,电动汽车可以在加油站直接更换电解质,达到“再充电”,这样就会节约大量石油,减少环境污染,钒电池还可用于边远地区及能量储存供应系统,大容量动力电源及大规模应急电源系统,以及电网的调峰、平衡负载和降低能耗等。有关专家预测,这种电池如得到广泛应用,将使中国储量丰富的钒钛磁铁矿和石煤钒矿资源得到充分利用,从而使中国钒资源优势转化为经济优势