【行業】金屬-儲能領域消費擴容釩價受益(33頁)

釩液流電池結構及工作原理:釩液流電池是將不同價態的釩離子溶液分別作為正負極的活性物質的新型儲能和高效轉化裝置。活性物質分別儲存在各自的電解液儲罐中,采用離子交換膜作為電池組的隔膜將正極和負極隔開,通過外接泵將電解液注入電池堆體內,流過電極表面并發生電化學反應,在不同的儲液罐和半電池的閉合回路中循環流動,通過集流體收集和傳導電流,使存儲在溶液中的化學能轉化為電能。這個可逆的反應過程使釩液流電池順利完成反復的充放電過程。

釩液流電池具有功率大、容量大、安全性高、壽命長等優點。通過增加電極的數量和面積可以有效提高功率,通過增加電解液的體積可以增加釩液流電池的容量,因此釩液流電池可以達到很高的工作功率和容量。與使用非水電解液的鋰電池不同,釩液流電池采用釩離子水溶液作為電解液,大大降低發生過熱、燃燒、爆炸的可能性,安全性更好。此外,由于釩液流電池正負活性物質分別只存在于正極和負極電解液中,不像其他電池存在充放電過程中電極結構的變化(導致容量衰減),因此電池使用壽命長。

釩液流電池存在體積龐大、成本高、對溫度要求高等缺點。釩液流電池的質量和體積龐大,因此其比能量和比功率遠低于其他電池系統,導致其不適用于電動汽車等場景。與鋰電池相比,釩液流電池最大的劣勢是成本,主要來自電解液和電堆,降低兩者成本是業內共識。此外,釩液流電池對環境溫度的要求苛刻,正極電解液中的五價釩在高溫下(高于 45℃)易析出沉淀、堵塞流道,在低溫下(低于電解液的冰點)電解液凝固,因此一般的運行溫度都要求在 0~45℃之間,限制了釩液流電池的應用。

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