一、電堆作為發生反應的場所與存放電解液的儲罐分開,從根本上克服了傳統電池的自放電現象。功率只取決於電堆大小,容量只取決於電解液儲量和濃度,設計非常靈活;當功率一定時,要增加儲能容量,只需要增大電解液儲罐容積或提高電解液體積或濃度即可,而不需改變電堆大小;可通過更換或添加充電狀態的電解液實現“瞬間充電”的目的。可用於建造千瓦級到百兆瓦級儲能電站,適應性很強。
二、充、放電性能好,可以進行大功率的充電和放電,也可以允許浮充和深度放電。對鉛酸蓄電池來説,放電電流越大,電池的壽命越短;放電深度越深,電池的壽命也越短。而釩電池放電深度即使達到100%,也不會對電池造成影響。而且釩電池不易發生短路,這就避免了因短路而引起的爆炸等安全問題。
三、可充放電次數極大,理論上壽命是無數次。充放電時間比為1:1,而鉛酸電池是4:1。而且釩電池充、放切換響應速度快,小於20毫秒,非常有利於均衡供電。
四、能量效率高,直流對直流能量效率可以達到80%以上,而鉛酸電池只有60%左右。釩電池組中的各個單位電池狀態基本一致,維護簡單方便。
五、選址自由度大,佔地少,系統可全自動封閉運行,不會產生酸霧,沒有酸腐蝕。電解液可反覆利用,無排放,維護簡單,操作成本低。是一種綠色環保儲能技術。因此對於可再生能源發電,釩電池是鉛酸電池理想的替代品。
與其它化學電源相比,釩電池具有明顯的優越性,主要優點如下:
1.功率大:通過增加單片電池的數量和電極面積,即可增加釩電池的功率,目前美國商業化示範運行的釩電池的功率已達6兆瓦。
2.容量大:通過任意增加電解液的體積,即可任意增加釩電池的電量,可達吉瓦時以上;通過提高電解液的濃度,即可成倍增加釩電池的電量。
3.效率高:由於釩電池的電極催化活性高,且正、負極活性物質分別存儲在正、負極電解液儲槽中,避免了正、負極活性物質的自放電消耗,釩電池的充放電能量轉換效率高達75%以上,遠高於鉛酸電池的45%。
4.壽命長:由於釩電池的正、負極活性物質只分別存在於正、負極電解液中,充放電時無其它電池常有的物相變化,可深度放電而不損傷電池,電池使用壽命長。目前加拿大VRBPowerSystems商業化示範運行時間最長的釩電池模塊已正常運行超過9年,充放循環壽命超過18000次,遠遠高於固定型鉛酸電池的1000次。
5.響應速度快:釩電池堆裏充滿電解液可在瞬間啓動,在運行過程中充放電狀態切換隻需要0.02秒,響應速度1毫秒。
6.可瞬間充電:通過更換電解液可實現釩電池瞬間充電。
7.安全性高:釩電池無潛在的爆炸或着火危險,即使將正、負極電解液混合也無危險,只是電解液温度略有升高。
8.成本低:除離子膜外,釩電池部件多為廉價的碳材料、工程塑料,材料來源豐富,易回收,不需要貴金屬作電極催化劑,成本低。
9.釩電池選址自由度大,可全自動封閉運行,無污染,維護簡單,運營成本低。
釩的新應用
釩電池是目前發展勢頭強勁的優秀綠色環保蓄電池之一(它的製造、使用及廢棄過程均不產生有害物質),它具有特殊的電池結構,可深度大電流密度放電;充電迅速;比能量高;價格低廉;應用領域十分廣闊:如可作為大廈、機場、程控交換站備用電源;可作為太陽能等清潔發電系統的配套儲能裝置;為潛艇、遠洋輪船提供電力以及用於電網調峯等。
釩電池優勢
釩電池成本與鉛酸電池相近,它還可製備兆瓦級電池組,大功率長時間提供電能,因此釩電池在大規模儲能領域具有鋰離子電池、鎳氫電池不可比擬的性價比優勢。釩電池生產工藝簡單,價格經濟,電性能優異,與製造複雜、價格昂貴的燃料電池相比,無論是在大規模儲能還是電動汽車動力電源的應用前景方面,都更具競爭實力。