其中，全釩液流電池儲能技術(shù)本質(zhì)安全、設(shè)計靈活、成熟度高，是雙碳戰(zhàn)略下國家電力系統(tǒng)長時儲能領(lǐng)域首選的電化學(xué)儲能技術(shù)路線。在政策走實、產(chǎn)業(yè)鏈成熟化、規(guī)模效應(yīng)顯現(xiàn)等因素下，全釩液流電池市場滲透率將逐步提升，逐漸發(fā)展成為儲能賽道的明日之星。
今天讓我們跟隨著閆淵博士一起來了解全釩液流電池。
閆淵博士簡介
閆淵
林源電力液流儲能研究院院長
西安交通大學(xué)博士
先后工作于中國工程物理研究院、西安交通大學(xué)、西北大學(xué)、林源電力。
主要從事新能源與儲能技術(shù)研究開發(fā)，同時結(jié)合工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與數(shù)字孿生技術(shù)開展能源數(shù)字經(jīng)濟成果轉(zhuǎn)化與產(chǎn)品落地。致力于基于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的能源化工裝備數(shù)字化安全監(jiān)測、完整性管理、預(yù)測性運維、能源與碳資產(chǎn)管理系統(tǒng)開發(fā)，全周期與宏觀邊界內(nèi)雙碳路徑研究。以及大規(guī)模長壽命液流電池儲能技術(shù)、多能互補技術(shù)與能源微網(wǎng)技術(shù)開發(fā)與產(chǎn)業(yè)化。
什么是全釩液流電池
全釩液流電池概念介紹
全釩液流電池是一種儲能設(shè)備，其中包含兩種不同價態(tài)的高純度釩電解液。電解液存儲在儲罐中，通過磁力泵輸送到電堆中，進行反應(yīng)后再輸送回儲罐。電池的放電過程中，兩種電解液在電堆中經(jīng)過氧化還原反應(yīng)，產(chǎn)生電能。充電時，相反的反應(yīng)將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。
全釩液流電池工作原理
全釩液流電池的正極電解液為含有4價釩離子和5價釩離子的溶液，負極電解液為含有2價釩離子和3價釩離子的溶液。通過電解液中不同價態(tài)釩離子在電極表面發(fā)生氧化還原反應(yīng)，完成電能和化學(xué)能的相互轉(zhuǎn)化，實現(xiàn)電能的存儲和釋放。釩電池由于電堆和儲液罐采用物理分立，電池的功率和容量可以獨立配置，因此自放電衰減極低。同等功率下放電時間越長，單位成本越低，經(jīng)濟效應(yīng)越好。
全釩液流電池工作原理圖
全釩液流電池產(chǎn)業(yè)鏈
全釩液流電池產(chǎn)業(yè)鏈可分為上游原料、中游制造以及下游應(yīng)用三個環(huán)節(jié)。
上游原料主要包括五氧化二釩和全氟磺酸膜等。
中游制造由逆變器、智能控制器、電堆、隔膜、電解液、儲罐等部分構(gòu)成，其中最核心部件是電堆和電解液。
下游應(yīng)用包括風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電、電網(wǎng)調(diào)峰等。
全釩液流電池產(chǎn)業(yè)鏈
全釩液流電池有哪些特點
全釩液流電池的優(yōu)點
全釩液流電池具有許多優(yōu)點。首先，它們具有較長的壽命和高的循環(huán)穩(wěn)定性，可以進行20000次以上有效充放電循環(huán)。其次，全釩液流電池不含易燃、易爆的材料，具有較低的火災(zāi)和爆炸風(fēng)險，因此具有更高的安全性，尤其在大規(guī)模能量存儲應(yīng)用中更受青睞。此外，全釩液流電池對環(huán)境友好，全釩液流電池采用可再生材料和水系釩電解液制造并且具有較好的循環(huán)利用性，這使得它更環(huán)保和可持續(xù)，有助于減少對有限資源的依賴。
全釩液流電池的限制
首先，由于其大規(guī)模應(yīng)用仍處于發(fā)展階段，因此全釩液流電池的成本較高。其次，電解液的濃度范圍受到限制，從而限制了其能量密度。此外，釩電池需要流體機械驅(qū)動，會帶來一些能量損耗，這可能導(dǎo)致一些能量損失。
儲能技術(shù)主要數(shù)據(jù)對比
全釩液流電池的研究和發(fā)展方向
關(guān)于全釩液流電池的研究仍在進行中，以進一步優(yōu)化其性能和減少成本。目前，研究人員致力于改進電解液的電導(dǎo)率以提高儲能效率，并尋找廉價的材料替代高純度釩。此外，改進電池的尺寸和重量以適應(yīng)不同應(yīng)用場景也是研究的重點。
