釩電池與鋰電池的對(duì)比

釩電池也叫全釩液流電池，是可以作為大容量?jī)?chǔ)能電站的一種電池，目前是儲(chǔ)能電池領(lǐng)域比較熱門(mén)的一種電池，發(fā)展?jié)摿κ呛艽蟮模敲粹C電池與鋰電池對(duì)比哪個(gè)更好呢？

下面是釩電池與鋰電池的對(duì)比

1、釩電池與鋰電池工作原理的不同

全釩液流電池是將具有不同價(jià)態(tài)的釩離子溶液分別作為正極和負(fù)極的活性物質(zhì)，分別儲(chǔ)存在各自的電解液儲(chǔ)罐中。在對(duì)電池進(jìn)行充、放電實(shí)驗(yàn)時(shí)，電解液通過(guò)泵的作用，由外部貯液罐分別循環(huán)流經(jīng)電池的正極室和負(fù)極室，并在電極表面發(fā)生氧化和還原反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電池的充放電。

鋰離子電池實(shí)際上是一種鋰離子濃差電池，正負(fù)電極由兩種不同的鋰離子嵌入化合物組成。充電時(shí)，Li+從正極脫嵌經(jīng)過(guò)電解質(zhì)嵌入負(fù)極，負(fù)極處于富鋰態(tài)，正極處于貧鋰態(tài)，同時(shí)電子的補(bǔ)償電荷從外電路供給到碳負(fù)極，保證負(fù)極的電荷平衡。放電時(shí)則相反，Li+從負(fù)極脫嵌，經(jīng)過(guò)電解質(zhì)嵌入正極，正極處于富鋰態(tài)。在正常充放電情況下，鋰離子在層狀結(jié)構(gòu)的碳材料和層狀結(jié)構(gòu)氧化物的層間嵌入和脫出，一般只引起層面間距變化，不破壞晶體結(jié)構(gòu)，在充放電過(guò)程中，負(fù)極材料的化學(xué)結(jié)構(gòu)基本不變。因此，從充放電反應(yīng)的可逆性看，鋰離子電池反應(yīng)是一種理想的可逆反應(yīng)。

2、釩電池能量存儲(chǔ)于電解液中，增加電解液儲(chǔ)罐的體積或者提高電解液的濃度均可增加電池容量。即對(duì)于相同功率輸出的釩電池，可根據(jù)需求任意調(diào)整容量，非常適合大容量?jī)?chǔ)能應(yīng)用；鋰電池容量則是與正負(fù)極材料有關(guān)。

3、釩電池輸出功率由電池堆中參與反應(yīng)的面積決定，可通過(guò)增加或減少單電池和不同電池組串連和并聯(lián)調(diào)整滿(mǎn)足不同功率需求，目前美國(guó)商業(yè)化示范運(yùn)行的釩電池的功率已達(dá)6000kW；鋰電池很難做到那么大的儲(chǔ)能容量；

4、釩電池充放電不涉及固相反應(yīng)，電解液的理論使用壽命無(wú)限，可以長(zhǎng)期使用；鋰電池涉及固相反應(yīng)，電解液使用壽命有限；

5、釩電池反應(yīng)速度快，可在瞬間啟動(dòng)，在運(yùn)行過(guò)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、釩電池理論充放電時(shí)間比為1：1（實(shí)際運(yùn)行1.5-1.7：1），支持頻繁大電流充放電，深度充放電對(duì)電池壽命影響不大，充放電狀態(tài)下電池正、負(fù)極活性物質(zhì)均為液相，不會(huì)出現(xiàn)鎳氫電池、鋰離子電池等蓄電池因電極上枝狀晶體的生長(zhǎng)而將隔膜刺破導(dǎo)致電池短路的危險(xiǎn)；

7、釩電池能量的存儲(chǔ)量可以精確地測(cè)量出來(lái)；鋰電池不能。

8、釩電池可以通過(guò)增加電解液或更換電解液的方式增加系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間。通過(guò)更換電解液，可實(shí)現(xiàn)瞬間再充電，類(lèi)似于汽車(chē)加油；鋰電池做不到。

9、釩電池系統(tǒng)使用壽命長(zhǎng)，充放循環(huán)壽命可超過(guò)10000次，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于鋰電池的壽命。目前加拿大VRB Power Systems商業(yè)化示范運(yùn)行時(shí)間最長(zhǎng)的釩電池模塊已正常運(yùn)行超過(guò)9年，充放循環(huán)壽命超過(guò)18000次；

10、釩電池安全性高：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(wú)危險(xiǎn)，只是電解液溫度略有升高；鋰電池有潛在的爆炸或著火危險(xiǎn)。

11/釩電池除離子膜外，材料價(jià)格便宜，來(lái)源豐富，不需要貴金屬作電極催化劑，成本低。鋰電池價(jià)格較貴，資源稀缺，需要使用貴金屬。

12、釩電池電解液可長(zhǎng)期使用，沒(méi)有污染排放，對(duì)環(huán)境友好;鋰電池電解液不可循環(huán)使用，有一定的污染。

釩電池存在的問(wèn)題

目前釩電池存在的技術(shù)問(wèn)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(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行過(guò)程中電解液溫度很容易超過(guò)45攝氏度。第二，石墨極板要被正極液刻蝕，如果用戶(hù)操作得當(dāng)，石墨板能使用兩年，如果用戶(hù)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(zhuān)業(yè)人士進(jìn)行一次維護(hù)，這種高頻次的維護(hù)費(fèi)錢(qián)、費(fèi)力。

從環(huán)保的角度來(lái)說(shuō)，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。