鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:693次 | 2018年11月06日
稱(chēng)得上是儲(chǔ)能家族的中堅(jiān)力量的液流電池
在儲(chǔ)能大家族中,按照技術(shù)類(lèi)型劃分,主要包括物理儲(chǔ)能和化學(xué)儲(chǔ)能,而各種儲(chǔ)能技術(shù)具有不同的技術(shù)特點(diǎn)和應(yīng)用領(lǐng)域。與物理儲(chǔ)能相比,化學(xué)儲(chǔ)能具備系統(tǒng)簡(jiǎn)單、安裝便捷以及運(yùn)行方式靈活等優(yōu)點(diǎn)。
當(dāng)前,液流電池、鋰電池、鈉硫電池、鉛碳電池是用于電力系統(tǒng)的主流化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)類(lèi)電池。其中,液流電池更可以稱(chēng)得上是儲(chǔ)能家族的中堅(jiān)力量。
通過(guò)活性物質(zhì)之間發(fā)生氧化還原反應(yīng),液流電池可以實(shí)現(xiàn)電能和化學(xué)能的相互轉(zhuǎn)化。液流電池在充電時(shí),正極發(fā)生氧化反應(yīng),活性物質(zhì)價(jià)態(tài)升高;負(fù)極發(fā)生還原反應(yīng),活性物質(zhì)價(jià)態(tài)降低。放電時(shí)則正好相反,正極發(fā)生還原反應(yīng),活性物質(zhì)價(jià)態(tài)降低;負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng),活性物質(zhì)價(jià)態(tài)升高。
與傳統(tǒng)二次電池直接采用活性物質(zhì)做電極不同,液流儲(chǔ)能電池的電極均為惰性電極,只為電極反應(yīng)提供反應(yīng)場(chǎng)所,活性物質(zhì)通常以離子狀態(tài)存儲(chǔ)于電解液中。正極和負(fù)極電解液分別裝在兩個(gè)儲(chǔ)罐中,通過(guò)送液泵實(shí)現(xiàn)電解液在管路系統(tǒng)中的循環(huán)。運(yùn)行過(guò)程中,全液態(tài)液流電池氧化還原反應(yīng)表現(xiàn)為離子價(jià)態(tài)的變化,沉積型液流電池表現(xiàn)為金屬的沉積與溶出。
從外觀(guān)看,液流電池儲(chǔ)能系統(tǒng)包括如下幾部分:電堆單元,由正負(fù)電極和離子傳導(dǎo)膜疊合而成單電池的集合體;電解液?jiǎn)卧?,包括含有活性物質(zhì)的電解液,及用于電解液盛裝和循環(huán)的儲(chǔ)罐、管路、閥、泵、傳感器等輔助部件;控制系統(tǒng),包括用于管理整個(gè)系統(tǒng)的電池管理系統(tǒng)、功率變化單元等。就像汽車(chē)的發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒汽油發(fā)電,液流電池可通過(guò)在電堆里轉(zhuǎn)化電解液發(fā)電。不同的是,電解液不會(huì)被消耗掉,能夠進(jìn)行往復(fù)充放電。
根據(jù)發(fā)生反應(yīng)的電堆不同,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、鐵/鉻液流電池、釩/多鹵化物液流電池、鋅/鈰液流電池、半液流電池。雖然液流電池各自的電化學(xué)體系不同,但都具備以下共同特點(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。
同時(shí),不同的液流電池又各具特點(diǎn)。其中,全釩液流電池正負(fù)極活性物質(zhì)都是釩離子,只是價(jià)態(tài)不同,具有更安全、壽命更長(zhǎng)、效率更高的優(yōu)勢(shì),是目前應(yīng)用最廣,最具產(chǎn)業(yè)化前景的液流電池,已經(jīng)成為液流電池家族中的掌門(mén)人,具有高安全性、長(zhǎng)壽命、高可靠性、綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn),吸引了政府和電力行業(yè)的高度關(guān)注。