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钒的新应用-钒电池.pdf

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德们 2013-01-09 评分 0 浏览量 0 0 0 0 暂无简介 简介 举报

简介:本文档为《钒的新应用-钒电池pdf》,可适用于工程科技领域,主题内容包含nHO"POITS蓁热点扫描【编者按】钒电池全称为全钒氧化还原液流电池(VanadiumgedoxBattery缩写为VgB)是一种j活性物质呈循环符等。

nHO"POITS蓁热点扫描【编者按】钒电池全称为全钒氧化还原液流电池(VanadiumgedoxBattery缩写为VgB)是一种j活性物质呈循环流动液态的氧化还原电池它是在年由澳大利亚新南威尔士大学的MarriaKacos:提出的。钒电池在国内已经被研究了十多年但至今为止也未有真正的应用示范工程并且对于它霉l的技术特点也存在不同观点。现摘选两篇观点不同的文章供大家讨论希望读者积极参与。【誊口羽l~.厂仃i一钒电池是目前发展势头强劲的优秀绿色环保蓄电池之一池一样。由于这个电化学反应是可逆的所以VRB电池既(它的制造、使用及废弃过程均不产生有害物质)它具有特殊可以充电也可以放电。充放电时随着两种钒离子浓度的变的电池结构可深度大电流密度放电充电迅速比能量高化电能和化学能能相互转换VRB电池由两个电解液池价格低廉应用领域十分广阔:如可作为大厦、机场、程控交和一层层的电池单元组成。电解液池用于盛两种不同的电解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液。每个电池单元由两个“半单元”组成中间夹着隔膜和置为潜艇、远洋轮船提供电力以及用于电网调峰等。用于收集电流的电极。两个不同的“半单元”中盛放着不同钒电池成本与铅酸电池相近它还可制备兆瓦级电池离子形态的钒的电解液。每个电解液池配有一个泵用于组大功率长时间提供电能因此钒电池在大规模储能领域在封闭的管道中为每一个“半单元”输送电解液。当带电的具有锂离子电池、镍氢电池不可比拟的性价比优势。钒电池电解在一层层的电池单元中流动时电子就流动~fJgF部电生产工艺简单价格经济电性能优异与制造复杂、价格路这就是放电过程。当从外部将电子输送到电池内部时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相反的过程就发生了这就是给电池单元中的电解液充电力电源的应用前景方面都更具竞争实力。然后再由泵输送回电解液池。在VRB中电解液在多个电经过十多年的研发钒电池技术已经趋近成熟。某单位池单元间流动电压是各单元电压串联形成的。标称电压是从年率先在国内开始钒电池的研制。先后研制成功了.V。电流密度由电池单元内电流收集极的表面积决定W、W、W的钒电池样机在钒电池的关键技术但是电流的供应取决于电解液在电池单元间的流动而不是上有所突破填补了国内空白。成功开发了四价钒溶液制电池层本身。VRB电池技术的一个最重要的特点是:峰值备、导电塑料成型及批量生产、中型电池组装配和调试等技功率取决于电池层总的表面积而电池的电量则取决于电解术。年W的钒电池样机用于电瓶车的驱动。现已液的多少。在传统的铅酸和镍福电池中电极和电解液被放研制出W的产品样机。主要参数如下:单体数:O个电置到一块功率和能量强烈地依赖于极板面积和电解液的容极面积:cm单体电池厚度:mm电解液浓度:量。但VRB电池不是这样它的电极和电解液不一定必须.MVOSOMHSO电解液量:L理论容量:放到一块这就意味着能量的存放可以不受电池外壳的限Ah最大充电电流:A(电流密度mA/cm)充制。从电力上来讲不同等级的能量可以为电池层中不同的电电压(%充电状态):A充电电压为.VA充电电池单元或单元组中通过提供足够的电解液来得到。给电池电压为.V充电容量:Ah最大放电电流:A(电层充电和放电不一定需要相同的电压。例如VRB电池可流密度mA/cm)放电电压(O%放电状态):A放电以用串联电池层的电压放电而充电则可以在电池层的另一电压为.VA放电电压为V放电容量:Ah部分用不同的电压进行。充放电利用率:%电堆最大功率:W。在典型的通信应用中和铅酸电池相比VESS有许多利用VRB技术设计制造的VESS系统(Vanadium优点:EnergyStorageSystem即钒能源存储系统)其设()自动控制功能提供了自动保护、自动整流和系统控计和操作特性在VRB的基础之上被优化而且集成了许多制界面自动化的智能控制和用于管理操作的电子装置。简单地说()内部控制单元可以控制其它的系统部件钒电池将存储在电解波中的能量转换为电能这是通过两个()能量的存储量可以很精确地直接读出不同类型的、被一层隔膜隔开的钒离子之间交换电子来实现()寿长使用年左右的时间后只需更换部分零部件的。电解液是由硫酸和钒混合而成的酸性和传统的铅酸电()能量的存储量可以在任何时间添加成本只有铅酸圃oo年第期毫’厘技石闻HTPlI'lTS热点扫描电池的%约为美元/kWh。钒电池市场前景)风力发电目前风力发电机需要配备功率大约相当于其功率%的铅酸电池用于紧急情况时风机保护收风叶用另外每一台风机还需要配备功率大约相当于其功率%的后备蓄电池。风电场将需要配备功率相当于其功率O%~%的动态储能蓄电池。对于风机离网发电则需要更大比例的动态储能蓄电池。拥有众多杰出优点的钒电池完全可以取代现有的铅酸电池进而构建风电场的动态能源储存系统大幅度提高风电场的效率和效益推动风电产业更好更快地发展。)光伏发电顾名思义光伏发电需要太阳光一旦到了晚上和阴雨天就发不了电因而需要蓄电池为其储存电力由于铅酸电池功率、容量、寿命均非常有限相信集众多杰出优点于一身的钒电池将作为光伏发电储能电池的首选。)电网调峰电网调峰的主要手段一直是抽水蓄能电站。近二三十年来世界发达国家抽水蓄能电站发展越来越快。由于抽水蓄能电站需建上、下两个水库受地理条件限制较大在平原地区不容易建设而且占地面积大维护成本高。钒电池蓄能电站不受地理条件限制选址自由占地少维护成本低。可以预期随着钒电池技术的发展钒电池蓄能电站将逐步取代抽水蓄能电站在电网调峰中发挥重要的作用。)交通市政可以预期拥有众多杰出优点的钒电池将在电动汽车(特另U是城市公交客车)、电动机车、电动自行车、电动船舶、交通信号、风光互补路灯等广阔领域发挥重要作用。)通讯基站通信基站和通信机房需要蓄电池作为后备电源且日寸间通常不能少于od、时。对通讯运营商来讲安全稳定可靠性和使用寿命是最重要的在这一领域钒电池有着铅酸电池无法比拟的先天优势。)UPS电源UPS产品发展的方向是更高的可用性、安全性以及功能的集成化、智能化和人性化。目前中国的UPS市场强烈需求功率大、安全、稳定可靠的蓄电池钒电池在这一领域相对于铅酸电池无论在功率、安全稳定性、还是使用寿命上都有着绝对优势。)分布电站随着分布电站的崛起大型中心电站将逐步走向衰落。相信钒电池将首先在医院、指挥控制中心、数据处理和通讯中心、商业大楼、娱乐中心、政府要害部门、制药和化学材料工业、精密制造工业的分布电站中发挥重要作用。)军用蓄电钒电池还可以在军事基地、指挥中心等军事部门的军用蓄电中发挥重要作用。(选自:世纪电源网)钒电池目前是大家热炒的一个话题被宣传成环保、使用寿命长以及能用于电站储能等。这是研究机构以及钒电池公司吹出来的又一个气泡目的是融资。钒电池在国内已经被研究了十多年试问谁见过实际应用的示范工程目前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.mol/L)万、控制系统万、隔膜万、板框万、石墨板.万、泵.万、碳毡.万总共.万这只是主要材料成本没计人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根本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。(选自:dub.battery.com.cn)焉童鲎整茎蕉塑兰壁皇生篁垒塑I田

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