钒电池的优缺点是什么?
1、钒电池的优点:
(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。
钒电池的缺点是什么?
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,假如用户操作得当,石墨板能使用两年,假如用户操作不当,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,这只是重要材料成本,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。
钒电池从环保的角度来说,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相同相同东西,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。