鉅大LARGE | 點擊量：3869次 | 2021年07月15日
釩電池與鋰離子電池的比較解析
1、釩電池與鋰離子電池工作原理的不同
全釩液流電池是將具有不同價態(tài)的釩離子溶液分別作為正極和負(fù)極的活性物質(zhì)，分別儲存在各自的電解液儲罐中。在對電池進行充、放電實驗時，電解液通過泵的用途，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)，實現(xiàn)對電池的充放電。
鋰離子電池實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，Li+從正極脫嵌經(jīng)過電解質(zhì)嵌入負(fù)極，負(fù)極處于富鋰態(tài)，正極處于貧鋰態(tài)，同時電子的補償電荷從外電路供給到碳負(fù)極，保證負(fù)極的電荷平衡。放電時則相反，Li+從負(fù)極脫嵌，經(jīng)過電解質(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、釩電池能量存儲于電解液中，新增電解液儲罐的體積或者提高電解液的濃度均可新增電池容量。即有關(guān)相同功率輸出的釩電池，可依據(jù) 需求任意調(diào)整容量，非常適合大容量儲能應(yīng)用；鋰離子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，可通過新增或減少單電池和不同電池包串連和并聯(lián)調(diào)整滿足不同功率需求，目前美國商業(yè)化示范運行的釩電池的功率已達(dá)6000kW；鋰離子電池很難做到那么大的儲能容量；
符合Exic IIB T4 Gc防爆標(biāo)準(zhǔn)
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
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限，可以長期使用；鋰離子電池涉及固相反應(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，在運行過程中充放電狀態(tài)切換只要0.02秒，響應(yīng)速度1毫秒；
6、釩電池理論充放電時間比為1：1（實際運行1.5-1.7：1），支持頻繁大電流充放電，深度充放電對電池壽命影響不大，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而將隔膜刺破導(dǎo)致電池短路的危險；
7、釩電池能量的存儲量可以精確地測量出來；鋰離子電池不能。
8、釩電池可以通過新增電解液或更換電解液的方式新增系統(tǒng)運行時間。通過更換電解液，可實現(xiàn)瞬間再充電，類似于汽車加油；鋰離子電池做不到。
9、釩電池系統(tǒng)使用壽命長，充放循環(huán)壽命可超過10000次，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于鋰離子電池的壽命。目前加拿大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；
10、釩電池安全性高：釩電池?zé)o潛在的爆炸或著火危險，即使將正、負(fù)極電解液混合也無危險，只是電解液溫度略有升高；鋰離子電池有潛在的爆炸或著火危險。
11/釩電池除離子膜外，材料價格便宜，來源豐富，不要貴金屬作電極催化劑，成本低。鋰離子電池價格較貴，資源稀缺，要使用貴金屬。
12、釩電池電解液可長期使用，沒有污染排放，對環(huán)境友好;鋰離子電池電解液不可循環(huán)使用，有一定的污染。
