全釩液流電池簡(jiǎn)介

液流電池是由美國(guó)科學(xué)家hallerl.h.于1974年提出的一種電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)。根據(jù)發(fā)生反應(yīng)的電對(duì)不同，液流電池可以分為：全釩液流電池、鋅溴液流電池、多硫化鈉溴液流電池、鋅鎳液流電池、半液流電池等。

全釩液流電池（Vanadium Redox Flow Battery，VRB），簡(jiǎn)稱是釩電池，是一種活性物質(zhì)呈循環(huán)流動(dòng)液態(tài)的氧化還原電池。

釩電池的電能是以化學(xué)能的方式存儲(chǔ)在不同價(jià)態(tài)釩離子的硫酸電解液中，通過(guò)外接泵把電解液壓入電池堆體內(nèi)，在機(jī)械動(dòng)力作用下，使其在不同的儲(chǔ)液罐和半電池的閉合回路中循環(huán)流動(dòng)，采用質(zhì)子交換膜作為電池組的隔膜，電解質(zhì)溶液平行流過(guò)電極表面并發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，通過(guò)雙電極板收集和傳導(dǎo)電流，從而使得儲(chǔ)存在溶液中的化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能。

釩屬于VB族元素，化學(xué)性質(zhì)活躍，呈現(xiàn)多種價(jià)態(tài)。VRB就是以釩離子的不同價(jià)態(tài)的溶液為電解液，使其在正負(fù)極板上發(fā)生可逆反應(yīng)，得以順利完成充電、放電和再充電過(guò)程。正極電解液由V5+和V4+離子溶液組成，負(fù)極電解液由V3+和V2+

離子溶液組成，電池充電后，正極物質(zhì)為V5+離子溶液，負(fù)極為V+離子溶液，電池放電后，正、負(fù)極分別為V4+和V3+離子溶液，電池內(nèi)部通過(guò)H+導(dǎo)電。V5+和V4+離子在酸性溶液中分別以VO2+離子和VO2+離子形式存在。

VRB正負(fù)極板發(fā)生以下反應(yīng)：

正極：VO2^﹢+2H^﹢+e→V02^﹢+H20

負(fù)極：v²⁺ ↔ V³⁺﹢e-

電池反應(yīng)：VO₂⁺+2H⁺+V²⁺↔V0²⁺ +H20+V³⁺

雖然液流電池各自的電化學(xué)體系不同，但都具備以下特點(diǎn)：

1.功率和容量相互獨(dú)立，輸出功率由電池模塊的大小和數(shù)量決定，儲(chǔ)能容量由電解液的濃度和體積決定，故可實(shí)現(xiàn)功率與容量的獨(dú)立設(shè)計(jì)；

2.能量轉(zhuǎn)化效率高，啟動(dòng)速度快；

3.具有很強(qiáng)的過(guò)載能力和深度放電能力；

4.部件多為廉價(jià)的碳材料、工程塑料，材料來(lái)源豐富，易于回收。

全釩液流電池具備充放電可逆性高、循環(huán)壽命長(zhǎng)、能量轉(zhuǎn)換效率高、正負(fù)極電解質(zhì)無(wú)交叉污染和容易規(guī)模化等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)顯示了較大的成本優(yōu)勢(shì)，建設(shè)周期短，系統(tǒng)運(yùn)行和維護(hù)費(fèi)用低，特別是具有運(yùn)行安全和環(huán)境友好的特點(diǎn)。

釩電池系統(tǒng)可以廣泛用于太陽(yáng)能和風(fēng)能發(fā)電的儲(chǔ)能設(shè)備、大型應(yīng)急電源系統(tǒng)、電站儲(chǔ)能和電力系統(tǒng)的削峰填谷、負(fù)載調(diào)平等方面。目前釩電池在國(guó)外已經(jīng)獲得了長(zhǎng)足的發(fā)展，一些商業(yè)化示范工程也已經(jīng)建立并穩(wěn)定運(yùn)行。