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,使用壽命達到10年以上。
系統(tǒng)效率高。釩電池系統(tǒng)循環(huán)效率可達65-80%。
支持頻繁充放電。釩電池支持頻繁大電流充放電,每天可實現(xiàn)充放電數(shù)百次,而不會造成電池容量下降。
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)能夠實現(xiàn)快速充放電,滿足負載需要。
自放電率低。釩電池正負極電解液中的活性物質分別儲存在不同的儲罐中,在系統(tǒng)關閉模式,儲罐中的電解液無自放電現(xiàn)象。
啟動速度快。釩電池系統(tǒng)運行過程中充放電切換時間小于1毫秒。
電池系統(tǒng)設計靈活。釩電池系統(tǒng)的功率與容量可以獨立設計,按照客戶需求配置,并實現(xiàn)快速升級。
維護成本低。釩電池系統(tǒng)實現(xiàn)全自動操作,操作成本低,維護周期長,維護簡單。
環(huán)保無污染。釩電池系統(tǒng)在常溫下封閉運行,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
(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)化示范運行的釩電池的功率已達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,可達吉瓦時以上;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、負極活性物質分別存儲在正、負極電解液儲槽中,避免了正、負極活性物質的自放電消耗,釩電池的充放電能量轉換效率高達75%以上,遠高于鉛酸電池的45%。
(4)壽命長:由于釩電池的正、負極活性物質只分別存在于正、負極電解液中,充放電時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)化示范運行時間最長的釩電池模塊已正常運行超過9年,充放循環(huán)壽命超過18000次,遠遠高于固定型鉛酸電池的1000次。
(5)響應速度快:釩電池堆里充滿電解液可在瞬間啟動,在運行過程中充放電狀態(tài)切換只需要0.02秒,響應速度1毫秒。
(6)可瞬間充電:通過更換電解液可實現(xiàn)釩電池瞬間充電。
(7)安全性高:釩電池無潛在的爆炸或著火危險,即使將正、負極電解液混合也無危險,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,可全自動封閉運行,無污染。
釩電池缺陷
釩電池存在的技術問題主要有兩個,第一,釩電池正極液中的五價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,包覆碳氈纖維,惡化電堆性能,直至電堆報廢,而電堆在長時間運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,石墨板能使用兩年,如果用戶操作不當,一次充電就能讓石墨板完全刻蝕,電堆只能報廢。在正常使用情況下,每隔兩個月就要由專業(yè)人士進行一次維護,這種高頻次的維護費錢、費力。
另外,釩電池成本過高。以一個五千瓦電池為例,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、碳氈0.4萬,總共40.6萬,這只是主要材料成本,沒計入次要材料成本和人力成本。因此,一個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風干后形成的薄層都有一樣相同東西,那就是五氧化二釩,它是一種劇毒化學品。