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釩電池相比鋰離子電池的優勢在哪?未來能替代鋰離子電池嗎?

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2021年04月09日  

釩電池(VRB)是一種新型清潔能源存儲裝置,經過美國、日本、澳大利亞等國家的應用驗證,與目前市場中的鉛酸蓄電池、鎳氫電池相比,具有大功率、長壽命、支持頻繁大電流充放電、綠色無污染等明顯技術優勢,重要應用于再生能源并網發電、城市電網儲能、遠程供電、UPS系統、海島應用等領域。


公開資料顯示,釩電池一次性充電后,續航能力可達1000公里,充電時間只需3-5分鐘,成本造價是目前24V鋰離子電池的40%,從續航、充電時間與成本上均被譽為完美電池。


釩電池相對鋰離子電池而言,重要優勢有:


1、方便規模化。


一套系統可以做到你家冰柜那么大,也可以做到你家小區變電站那么大,電量夠你家用一天到一年不等,想怎么設計就怎么設計。


換句話說,不論工程項目對儲能系統的性能提出怎么樣的要求,工程師都能輕松加愉快的作出相應設計。不要小看這一點,此等優勢鋰離子電池是非常羨慕的。鋰離子電池的儲能材料涂覆在集流體表面做成電極,其工藝和性能是出場前就由化學家設計好的,很難根據具體工程項目調整。


2、使用壽命長。


市場上的鋰離子電池壽命大約是1000-5000次。鋰離子電池的儲能原理重要是鋰離子在固態電極上的嵌入和脫嵌。電極材料在鋰離子的反復抽插下發生應力的變化,久而久之出現裂紋最終導致衰退。


然而釩電池的充放電機理是化合價的變化,這是一個完全可逆的過程,實驗室里循環測試的次數都是以萬次為單位計的。考慮到系統中其他部件的壽命,能用半個世紀是完全做得到的。


3、安全性較好。


鋰離子電池組要復雜的電池管理系統來防止過充過放和過熱,過充和大電流會導致電極材料失效報廢,電池膨脹漏液甚至析鋰短路。電池中的碳材料和碳酸酯電解液都是易燃物,如泄露容易導致起火爆炸。


然而在釩電池利用的是水溶液中釩離子可逆的化學價變化,性能不依賴于電極結構,面對鋰離子電池忌諱的大電流和過充過放毫無壓力,同樣過充也只會導致水的電解,只要及時泄壓排出氫氣就沒有問題。至于起火……你覺得水溶液會起火么?


當然凡事必有兩面性,釩電池較鋰離子電池相比也有缺點。


釩電池的軟肋就在于其較低的能量密度,只有15-40Wh/L,甚至不如鉛酸電池,導致設備體積重量大,很難應用于移動電源。釩鹽本身分子量較大,在水中的溶解度也有限。


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,這只是重要材料成本,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,高出相同規格鉛酸電池的成本數倍。


所以,以現在的技術來說,釩電池還不能取代鋰離子電池。


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