钒电池技术的运用以及优缺点

导语：现代的科技发展的速度是我们无法想像的，提到电池，首先想到的便是那些成节成节的电池了吧，而随着现代科学技术的进步，越来越多的物品都对电池有了运用，像一些手机电脑，电车等。我们的生活之中听到的最多类型的电池应该是锂电池吧，它确实在我们的生活中又有着很广泛的运用，不过大家有没有听说过钒电池呢?它最近在我们生活中的运用还是很多的，下面小编就来为大家介绍一下钒电池技术的运用。

钒电池

钒电池全称为全钒氧化还原液流电池(VanadiumRedoxBattery，缩写为VRB)，是一种活性物质呈循环流动液态的氧化还原电池。

钒电池优点

与其它化学电源相比，钒电池具有明显的优越性，主要优点如下：

1.功率大：通过增加单片电池的数量和电极面积，即可增加钒电池的功率，美国商业化示范运行的钒电池的功率已达6兆瓦。

2.容量大：通过任意增加电解液的体积，即可任意增加钒电池的电量，可达吉瓦时以上;通过提高电解液的浓度，即可成倍增加钒电池的电量。

3.效率高：由于钒电池的电极催化活性高，且正、负极活性物质分别存储在正、负极电解液储槽中，避免了正、负极活性物质的自放电消耗，钒电池的充放电能量转换效率高达75%以上，远高于铅酸电池的45%。

4.寿命长：由于钒电池的正、负极活性物质只分别存在于正、负极电解液中，充放电时无其它电池常有的物相变化，可深度放电而不损伤电池，电池使用寿命长。加拿大VRBPowerSystems商业化示范运行时间最长的钒电池模块已正常运行超过9年，充放循环寿命超过18000次，远远高于固定型铅酸电池的1000次。

5.响应速度快：钒电池堆里充满电解液可在瞬间启动，在运行过程中充放电状态切换只需要0.02秒，响应速度1毫秒。

6.可瞬间充电：通过更换电解液可实现钒电池瞬间充电。

7.安全性高：钒电池无潜在的爆炸或着火危险，即使将正、负极电解液混合也无危险，只是电解液温度略有升高。

8.成本低：除离子膜外，钒电池部件多为廉价的碳材料、工程塑料，材料来源丰富，易回收，不需要贵金属作电极催化剂，成本低。

9.钒电池选址自由度大，可全自动封闭运行，无污染。

钒电池缺陷

钒电池存在的技术问题主要有两个，第一，钒电池正极液中的五价钒在静置或温度高于45摄氏度的情况下易析出五氧化二钒沉淀，析出的沉淀堵塞流道，包覆碳毡纤维，恶化电堆性能，直至电堆报废，而电堆在长时间运行过程中电解液温度很容易超过45摄氏度。第二，石墨极板要被正极液刻蚀，如果用户操作得当，石墨板能使用两年，如果用户操作不当，一次充电就能让石墨板完全刻蚀，电堆只能报废。在正常使用情况下，每隔两个月就要由专业人士进行一次维护，这种高频次的维护费钱、费力。

另外，钒电池成本过高。以一个五千瓦电池为例，电解液(一立方，1.8mol/L)17万、控制系统10万、隔膜7万、板框4万、石墨板1.5万、泵0.7万、碳毡0.4万，总共40.6万，这只是主要材料成本，没计入次要材料成本和人力成本。因此，一个五千瓦钒电池的成本在四十万以上，高出相同规格铅酸电池的成本数倍。

从环保的角度来说，钒电池压根就不环保，配制电解液用到的原料、正极沉淀以及泄漏的正极液经风干后形成的薄层都有一样相同东西，那就是五氧化二钒，它是一种剧毒化学品。

因此，钒电池还有很多问题需要解决，让人无法乐观的是，钒电池在国内被研究十多年来还没有哪家科研机构取得了突破。

钒的新应用

钒电池具有特殊的电池结构，可深度大电流密度放电;充电迅速;比能量高;价格低廉;应用领域十分广阔：如可作为大厦、机场、程控交换站备用电源;可作为太阳能等清洁发电系统的配套储能装置;为潜艇、远洋轮船提供电力以及用于电网调峰等。

钒电池优势

钒电池成本与铅酸电池相近，它还可制备兆瓦级电池组，大功率长时间提供电能，因此钒电池在大规模储能领域具有锂离子电池、镍氢电池不可比拟的性价比优势。钒电池生产工艺简单，价格经济，电性能优异，与制造复杂、价格昂贵的燃料电池相比，无论是在大规模储能还是电动汽车动力电源的应用前景方面，都更具竞争实力。

好啦，以上就是小编为大家编辑整理的有关于钒电池技术在我们生活之中的运用以及它的优缺点了。钒电池在我们的生活之中也是正在普及的，可是可惜的是，我们国家对于它的技术研究还不是很到位，不过小编相信，以后钒电池这项技术在我们的国家之中运用肯定会越来越广泛的，我们国家也会很快的研究出它的突破。相信在未来，这一技术会给我们广大的人民群众带来更多福音。