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全釩液流電池優缺點_全釩液流電池的發展前景

鉅大LARGE  |  點擊量:46次  |  2020年09月01日  

摘要
全釩液流電池優缺點  優點:  1.應用范圍廣泛  可應用在風能發電市面、國家電網調峰、新能源電動車電源、ups電源和EPS應急電源、配電、軍工蓄電池、光伏發電上邊?! ?.設計構思靈活多變,充、放電

全釩液流電池優缺點優點:

1.應用范圍廣泛


可應用在風能發電市面、國家電網調峰、新能源電動汽車電源、ups電源和EpS應急電源、配電、軍工蓄電池、光伏發電上邊。


2.設計構思靈活多變,充、放電性能好,電容量高


釩電池的功能非常靈活,功率和容積可以獨立設計構思。額定功率關鍵在于電堆,可根據改變單電池數量或電極的面積來改善。而容積重要關鍵在于釩離子的量,可根據改善電解液的體積和釩離子濃度構建。


3.系統可全自動設備封閉式運作,生產制造低成本,綠色環保無污染


自然環境適應力較高電池性能受環境溫度影響較小,當環境溫度完全恢復時,電池容量同樣也可以完全恢復。該系統可全自動設備封閉式工作,并不會造成有機氣體及廢棄電解液。


4.不像鋰離子電池相同容易造成發生爆炸,安全性高


論上安全性高。因其活性物質存在于電解液中,并不會引起物象變化,可深度放電而不影響電池壽命。另外,其反應過程不造成H2等氣體,無發生爆炸風險,也不會有短路故障的問題。


5.能量效率高、性價比高,使用壽命長


壽命長。深放電循環性能強,過放電后再充電,容積非常容易完全恢復,并且超深度放電不引起電池的不可逆損傷


缺點:

1.儲能技術成本費用過高,很難大規模大面積應用


全釩液流電池的儲能技術成本費用還是相對較高的。這給大規模應用帶來了困難。


2.技術生產技術還沒穩定,滲漏液技術并沒有攻克


釩液流電池還存在電解液、離子交換膜等至關重要材料的牽制。最后有多大進步,還得看技術和市面。


全釩液流電池的發展前景

作為儲能領域里的新秀,全釩液流電池緣何受到如此多的關注?未來全釩液流電池發展前景如何?為此,記者采訪了多位業內人士。


安全、可回收優勢明顯


全釩液流電池利用不同價態釩離子之間的相互轉化,通過儲存、釋放化學能從而實現充放電的過程。與目前儲能電站的主流電池——使用非水電解液的鋰離子電池不同,由于全釩液流電池電解質離子存在于水溶液中,發生過熱、爆炸的可能性大大降低,液流電池的安全性能讓其在電池領域脫穎而出。


“坦率地講,鋰離子電池仍面對著安全性問題的挑戰。鋰離子電池導致的爆炸事故不僅是經濟損失的問題,也可能帶來嚴重的人身傷害?!敝锌圃捍筮B化學物理研究所潔凈能源國家實驗室儲能技術研究部部長張華民表示,“但全釩電池是稀硫酸和釩的水溶液,只要管理得當就不存在爆炸的危險?!?/p>

北京普能世紀科技有限公司在全國多地建有全釩液流電池儲能項目,該公司亞太區經理匡楨仁告訴記者,“與鋰離子電池相比,全釩液流電池的特點很突出。最大的特點是安全,全釩液流電池可以做到兆瓦級、百兆瓦級,在電動汽車的規模上做鋰離子電池比較適合,但是做大了就沒那么安全?!?/p>

同時,張華民指出,全釩液流電池另一個優勢在于,其電解液在廢棄回收處理后,能夠實現重復利用。近年來,隨著電動汽車產業擴張,大量報廢的鋰離子電池由于含有重金屬鎳與鈷,要進行大規模的環?;厥仗幚?,這也成為了行業內亟需解決的問題。但全釩液流電池的充放電重要是釩離子價態變化,張華民指出,“電解液在充放電不會出現雜質,也不會出現環境污染物,回收經過處理后仍有利用價值,相當于是‘半永久’、可以保值的產品?!?/p>

值得一提的是,除安全、可回收等優勢外,全釩液流電池生命周期相對更長,目前所建儲能電站使用壽命均可達15年左右?!叭C液流電池儲能電站建設成本更高,但度電成本可能比鋰離子電池更低?!笨飿E仁說。


原料成本飄忽不定


盡管全釩液流電池優勢突出,但釩作為一種稀有金屬,其原料成本目前是限制全釩液流電池發展的重要影響因素。據了解,釩通常在地殼中以化合物的形態存在,重要分布地區為我國、俄羅斯與南非,其中我國釩礦資源占全球總量的1/3左右?!耙圆牧险莆斩葋砜?,全釩液流電池的關鍵材料釩,我國具有礦場產地優勢,因此有開發的價值?!弊稍儥C構EnergyTrend研究經理呂理舜說。


事實上,釩的應用也相對廣泛,其最重要的應用則是在鋼鐵行業中,作為鐵的合金元素可提高鋼材的堅硬程度。早在2012年,國家發改委便印發《釩鈦資源綜合利用和產業發展“十二五”規劃》,其中就提出要提高資源利用水平、淘汰落后產量的要求。


“2018年釩的表現非常突出,一度漲到了2017年價格的5、6倍?!笨飿E仁說。之所以出現如此大幅的上升,業內人士分析認為,一是因為2018年國家提高了鋼材標準,原料釩的需求有大幅提高;二是由于國家環保政策“一刀切”,部分釩礦由于達不到環保標準從而關停,導致釩的供應量也有所下降。


據記者了解,目前釩電解液成本占全釩液流電池儲能電站成本的60%以上,“假如釩價能夠回到正常水平,對降低成本來說將十分重要?!钡C價上漲也帶動了釩礦開發商的積極性,從市場來看,釩供應量于近期已有所回升,匡楨仁表示,“2018年底至今釩價已經出現了下降,預測認為2019年釩價會繼續向下走,但未來仍要看政策和市場的綜合表現?!?/p>

產業鏈形成仍需時日


資料顯示,近年來全釩液流電池度電成本已出現了顯著下降,2015年全釩液流電池儲能電站度電成本約為4500元左右,有預測認為,到2020年度電成本有望降低至2000元。隨著電池成本下降,技術優勢明顯,全釩液流電池距離規?;l展還有多遠?


“全釩液流電池的研究開發時間相比較較短,目前國家對液流電池的支持力度也相對較小,從科研經費、產業扶持角度來看,國家對全釩液流電池投入遠小于對鋰離子電池的投入。要形成像鋰離子電池相同,從材料到應用完整的產業鏈仍要時間?!睆埲A民坦言。


另外,記者了解到,受限于釩在水中的溶解度,相較于鋰離子電池和另一儲能“熱點”全固態電池,全釩液流電池始終存在能量密度低的劣勢。電解質水溶液導致電池體積相對更大,要配套復雜的管道系統,因此液流電池不適合電動汽車等移動裝置,僅限于固定式儲能。


盡管應用仍受到限制,多位業內專家均對其表示了信心?!凹偃缂哟笸度?,全釩液流電池從性能、成本控制上仍有很大的發展空間,遠沒有觸到‘天花板’?!睆埲A民說。呂理舜也認為,在低溫或者極高溫的環境下,全釩液流電池比鋰離子電池及鉛酸電池將更加安全與可靠,仍舊有其專屬的特定市場需求。


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