釩電池和鋰電池相比優(yōu)勢(shì)在哪？能替代鋰電池嗎
來(lái)源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-05-10 13:31
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釩電池相對(duì)鋰電池而言，主要優(yōu)勢(shì)有：
1、方便規(guī)模化。
一套系統(tǒng)可以做到你家冰柜那么大，也可以做到你家小區(qū)變電站那么大，電量夠你家用一天到一年不等，想怎么設(shè)計(jì)就怎么設(shè)計(jì)。
換句話說(shuō)，不論工程項(xiàng)目對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)的性能提出怎樣的要求，工程師都能輕松加愉快的作出相應(yīng)設(shè)計(jì)。不要小看這一點(diǎn)，此等優(yōu)勢(shì)鋰離子電池是非常羨慕的。鋰離子電池的儲(chǔ)能材料涂覆在集流體表面做成電極，其工藝和性能是出場(chǎng)前就由化學(xué)家設(shè)計(jì)好的，很難根據(jù)具體工程項(xiàng)目調(diào)整。
2、使用壽命長(zhǎng)。
市場(chǎng)上的鋰離子電池壽命大約是1000-5000次。鋰離子電池的儲(chǔ)能原理主要是鋰離子在固態(tài)電極上的嵌入和脫嵌。電極材料在鋰離子的反復(fù)抽插下發(fā)生應(yīng)力的變化，久而久之產(chǎn)生裂紋最終導(dǎo)致衰退。
然而釩電池的充放電機(jī)理是化合價(jià)的變化，這是一個(gè)完全可逆的過(guò)程，實(shí)驗(yàn)室里循環(huán)測(cè)試的次數(shù)都是以萬(wàn)次為單位計(jì)的?？紤]到系統(tǒng)中其他部件的壽命，能用半個(gè)世紀(jì)是完全做得到的。
3、安全性較好。
鋰電池組需要復(fù)雜的電池管理系統(tǒng)來(lái)防止過(guò)充過(guò)放和過(guò)熱，過(guò)充和大電流會(huì)導(dǎo)致電極材料失效報(bào)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(dǎo)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(xué)價(jià)變化，性能不依賴于電極結(jié)構(gòu)，面對(duì)鋰離子電池忌諱的大電流和過(guò)充過(guò)放毫無(wú)壓力，同樣過(guò)充也只會(huì)導(dǎo)致水的電解，只要及時(shí)泄壓排出氫氣就沒(méi)有問(wèn)題。至于起火……你覺(jué)得水溶液會(huì)起火么？
當(dāng)然凡事必有兩面性，釩電池較鋰電池相比也有缺點(diǎn)。
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(dǎo)致設(shè)備體積重量大，很難應(yīng)用于移動(dòng)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(guò)高。以一個(gè)五千瓦電池為例，電解液（一立方，1.8mol/L）17萬(wàn)、控制系統(tǒng)10萬(wàn)、隔膜7萬(wàn)、板框4萬(wàn)、石墨板1.5萬(wàn)、泵0.7萬(wàn)、碳?xì)?.4萬(wàn)，總共40.6萬(wàn)，這只是主要材料成本，沒(méi)計(jì)入次要材料成本和人力成本。因此，一個(gè)五千瓦釩電池的成本在四十萬(wàn)以上，高出相同規(guī)格鉛酸電池的成本數(shù)倍。
所以，以現(xiàn)在的技術(shù)來(lái)說(shuō)，釩電池還不能取代鋰電池。
