全釩液流電池的技術組成全釩液流電池工作原理

全釩液流電池-全釩液流電池的技術組成

釩電池系統主要分3部分：電堆部分、電解液、控制系統，其中開發難點是電堆和電解液技術。

(1)電堆技術

電堆對儲能系統的成本、功率、循環壽命、效率、維護等性能有很大的影響。電堆是提供電化學反應的場所，是實現儲能系統電能和化學能相互轉換的場所，是釩電池系統的核心部分。電堆研究開發重點是密封設計、流場設計、集流體的研究、隔膜的研究和電堆的集成等關鍵技術。

目前，集流體一般選用石墨板，石墨板具有導電性好、能夠大電流充放電等優點，但是石墨板易刻蝕，尤其在過充的條件下，容易被電化學腐蝕，石墨板正極表面被腐蝕，形成凹坑，嚴重時被電化學腐蝕穿透，導致釩電池正、負極電解液串液，這嚴重影響了釩電池的使用壽命，同時石墨板價格貴、脆性大，這些缺點嚴重影響了石墨板在釩電池中的應用，導

電塑料代替釩電池中的石墨集流體正成為研究的熱點，雖然導電塑料板的導電性能不如石墨板，但是它具有密度小，加工成型容易，成本低，適合大規模連續生產等特點，因此導電塑料集流體是未來研究發展的熱點。

釩電池的隔膜一般選用Nafionl17，它具有電阻低、釩離子不能通過的特點，有良好的離子導電性和化學穩定性，有一定的機械強度，但是有部分透水，價格貴，隔膜成本占了整個電堆的60％一70％，因此隔膜的國產化和其它隔膜的改性處理是釩電池隔膜的發展方向和解決重點。

(2)電解液技術

電解液中不同雜質元素的含量對電解液的長期穩定性和充放電效率有影響，如某些雜質離子會導致電解液對溫度敏感、產生沉淀、堵塞電堆管路等。因此，確定電解液的純度并對關鍵雜質的含量進行控制是非常重要的。此外，還需要向電解液中加入某些適量的穩定劑，以提高電解液的長期穩定性、溫度適應范圍等。

(3)控制系統

控制系統主要包括充放電控制系統和泵循環系統。充電控制系統主要由直流變換模塊和均流控制電路組成，將太陽能光伏發電系統發出的電轉換成釩電池系統的化學能。放電控制系統是通過逆變器將釩電池輸出的直流電轉換成220V／50Hz的交流電，供用電系統使用。

目前，常用的充放電系統一般是跟鉛酸蓄電池配套使用，不適合用作釩電池的充放電控制，需要做適應性改進，才能滿足釩電池系統的使用要求。

泵循環系統主要包括泵的選擇和循環管路設計。泵最好選用直流泵且耐酸腐蝕；循環管路設計要求密封性好，管路耐酸腐蝕。泵循環系統為釩電池提供基本的運行條件。

全釩液流電池-全釩液流電池工作原理

全釩液流儲能電池，是可以作為大容量儲能電站的電池，其工作原理如下：

全釩液流電池是將具有不同價態的釩離子溶液分別作為正極和負極的活性物質，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，電解液通過泵的作用，由外部貯液罐分別循環流經電池的正極室和負極室，并在電極表面發生氧化和還原反應，實現對電池的充放電。其工作原理圖如圖1所示。