在今年三月份的日內(nèi)瓦車展上，來自列支敦士登的nano-FLOWCELL公司推出了一款基于液流電池開發(fā)的QUANT48Volt的概念車，這也是液流電池技術首次利用在電動汽車上，那么什么是液流電池呢？傳統(tǒng)的儲能電池正負極活性物質(zhì)都是固定在電極集流體之上，或者電池內(nèi)部的，但是液流電池將正負極活性物質(zhì)直接存儲在電池的外部的“正負極儲料筒”中，在放電的時候溶液狀態(tài)的正負極活性物質(zhì)分別進入到液流電池“主體”中，參加反應，隨后反應完的活性物質(zhì)流出電池結構，進入到“正負極廢液儲料筒”之中，充電過程則正好相反。我們可以通過增加正負極儲料筒的體積，減少液流電池的正負極集流體等結構占整個電池的比例，提高電池的比能量，此外還可以通過快速更換正負極活性物質(zhì)溶液的方式，實現(xiàn)電池的快速“充電”，就像汽車加油一樣方便，因此僅從這一點來說，液流電池非常適合在電動汽車上使用。

雖然目前針對鋰離子電池安全性的研究已經(jīng)很多，但是針對液流電池安全性的研究還比較少，雖然液流電池設計上很少會發(fā)生短路，但是在電池維護、組裝和拆解等過程中仍然可能發(fā)生短路，此外在液流電池工作過程中，金屬枝晶的生長仍然可能會導致正負極之間發(fā)生內(nèi)短路，因此對于液流電池的安全性研究是相當必要的。來自奧地利的A.H.Whitehead等人針對釩液流電池在各種短路情況下的電安全性進行了研究。

實驗中A.H.Whitehead采用SoC為83%的液流電池電解液，正負極的電解液量都為115L。用于短路測試的電路如下圖所示，電池組分別由20和27只電池串聯(lián)組成，電池的短路電流可以通過短路器進行測量，溫度測量則使用Pt1000熱電阻直接在電池組的外殼和正負極的極柱上進行測量。

在電池拆解的情況下，電解液循環(huán)泵停止工作，但是電池內(nèi)部仍然殘留著少量的電解液，因此此時電池仍然存在著短路的風險，A.H.Whitehead針對這種情況下的短路進行了測試，短路發(fā)生后會一直持續(xù)到電流下降到非常?。?lt;5A），測試結果如下圖所示，從圖上我們可以注意到，最大短路電流仍然超過了700A，但是電流下降速度非?？?，電池溫升非常小，短路12min電解液僅僅升高了11.3℃，整個過程中電池沒有發(fā)生泄漏和冒煙等情況。在27只電池串聯(lián)的情況下，電池的現(xiàn)象與這個非常類似，只不過最大短路電流提高到了830A。
對于液流電池最危險的短路情況就是，在電解液循環(huán)泵工作的情況下發(fā)生短路，并且沒有保險絲的保護，一般來說這種情況容易在電池組維護的過程中發(fā)生。A.H.Whitehead利用20串電池對這種情況進行了模擬，短路發(fā)生后電解液循環(huán)泵將繼續(xù)工作280s（一般而言，電池管理系統(tǒng)在發(fā)現(xiàn)短路后能夠在280s內(nèi)關閉電解液循環(huán)泵），測試結果如下圖所示，在短路的瞬間電池電流超過了700A，隨后短路電流下降到490A左右，并持續(xù)到電解液循環(huán)泵關閉，電池的熱成像儀圖像如下圖所示，電池溫度升高主要在正負極接線柱上，在整個測試過程中電池沒有發(fā)生泄漏、起火等。電池在短路測試后進行的電化學測試，也表明電池性能沒有受到短路的影響。
通過測試表明，液流電池在短路的情況下相當安全，在所有的短路測試實驗中都沒有發(fā)生泄漏、起火和爆炸，短路也沒有對電池的循環(huán)性能產(chǎn)生影響，即便是內(nèi)短路對電池的安全性也沒有太大的影響?？梢哉f液流電池的安全性是非常出色的，在所有的短路情形下都沒有發(fā)生安全問題，加之液流電池可以通過快速更換正負極電解液的方式實現(xiàn)快速“充電”，因此非常適合在電動汽車上使用。