釩電池的特性
系統(tǒng)使用壽命長。釩電池充放電次數(shù)超過100,000次,使用壽命達(dá)到10年以上。
系統(tǒng)效率高。釩電池系統(tǒng)循環(huán)效率可達(dá)65-80%。
支持頻繁充放電。釩電池支持頻繁大電流充放電,每天可實(shí)現(xiàn)充放電數(shù)百次,而不會(huì)造成電池容量下降。
支持過充過放。釩電池系統(tǒng)支持深度充放電(DOD》80%),深度放電而不損壞電池。
充放電速度比為1.5:1。釩電池系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)快速充放電,滿足負(fù)載需要。
自放電率低。釩電池正負(fù)極電解液中的活性物質(zhì)分別儲(chǔ)存在不同的儲(chǔ)罐中,在系統(tǒng)關(guān)閉模式,儲(chǔ)罐中的電解液無自放電現(xiàn)象。
啟動(dòng)速度快。釩電池系統(tǒng)運(yùn)行過程中充放電切換時(shí)間小于1毫秒。
電池系統(tǒng)設(shè)計(jì)靈活。釩電池系統(tǒng)的功率與容量可以獨(dú)立設(shè)計(jì),按照客戶需求配置,并實(shí)現(xiàn)快速升級(jí)。
維護(hù)成本低。釩電池系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)操作,操作成本低,維護(hù)周期長,維護(hù)簡單。
環(huán)保無污染。釩電池系統(tǒng)在常溫下封閉運(yùn)行,符合環(huán)保要求,可以完全回收,無處置問題。
釩電池的優(yōu)點(diǎn)
(1)功率大:通過增加單片電池的數(shù)量和電極面積,即可增加釩電池的功率,美國商業(yè)化示范運(yùn)行的釩電池的功率已達(dá)6兆瓦。
(2)容量大:通過任意增加電解液的體積,即可任意增加釩電池的電量,可達(dá)吉瓦時(shí)以上;通過提高電解液的濃度,即可成倍增加釩電池的電量。
(3)效率高:由于釩電池的電極催化活性高,且正、負(fù)極活性物質(zhì)分別存儲(chǔ)在正、負(fù)極電解液儲(chǔ)槽中,避免了正、負(fù)極活性物質(zhì)的自放電消耗,釩電池的充放電能量轉(zhuǎn)換效率高達(dá)75%以上,遠(yuǎn)高于鉛酸電池的45%。
(4)壽命長:由于釩電池的正、負(fù)極活性物質(zhì)只分別存在于正、負(fù)極電解液中,充放電時(shí)無其它電池常有的物相變化,可深度放電而不損傷電池,電池使用壽命長。加拿大VRBPowerSystems商業(yè)化示范運(yùn)行時(shí)間最長的釩電池模塊已正常運(yùn)行超過9年,充放循環(huán)壽命超過18000次,遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于固定型鉛酸電池的1000次。
(5)響應(yīng)速度快:釩電池堆里充滿電解液可在瞬間啟動(dòng),在運(yùn)行過程中充放電狀態(tài)切換只需要0.02秒,響應(yīng)速度1毫秒。
(6)可瞬間充電:通過更換電解液可實(shí)現(xiàn)釩電池瞬間充電。
(7)安全性高:釩電池?zé)o潛在的爆炸或著火危險(xiǎn),即使將正、負(fù)極電解液混合也無危險(xiǎn),只是電解液溫度略有升高。
(8)成本低:除離子膜外,釩電池部件多為廉價(jià)的碳材料、工程塑料,材料來源豐富,易回收,不需要貴金屬作電極催化劑,成本低。
(9)釩電池選址自由度大,可全自動(dòng)封閉運(yùn)行,無污染。
釩電池缺陷
釩電池存在的技術(shù)問題主要有兩個(gè),第一,釩電池正極液中的五價(jià)釩在靜置或溫度高于45攝氏度的情況下易析出五氧化二釩沉淀,析出的沉淀堵塞流道,包覆碳?xì)掷w維,惡化電堆性能,直至電堆報(bào)廢,而電堆在長時(shí)間運(yùn)行過程中電解液溫度很容易超過45攝氏度。第二,石墨極板要被正極液刻蝕,如果用戶操作得當(dāng),石墨板能使用兩年,如果用戶操作不當(dāng),一次充電就能讓石墨板完全刻蝕,電堆只能報(bào)廢。在正常使用情況下,每隔兩個(gè)月就要由專業(yè)人士進(jìn)行一次維護(hù),這種高頻次的維護(hù)費(fèi)錢、費(fèi)力。
另外,釩電池成本過高。以一個(gè)五千瓦電池為例,電解液(一立方,1.8mol/L)17萬、控制系統(tǒng)10萬、隔膜7萬、板框4萬、石墨板1.5萬、泵0.7萬、碳?xì)?.4萬,總共40.6萬,這只是主要材料成本,沒計(jì)入次要材料成本和人力成本。因此,一個(gè)五千瓦釩電池的成本在四十萬以上,高出相同規(guī)格鉛酸電池的成本數(shù)倍。
從環(huán)保的角度來說,釩電池壓根就不環(huán)保,配制電解液用到的原料、正極沉淀以及泄漏的正極液經(jīng)風(fēng)干后形成的薄層都有一樣相同東西,那就是五氧化二釩,它是一種劇毒化學(xué)品。