鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:949次 | 2018年08月12日
關(guān)于釩電池的工作原理分析
釩電池(VRB)是一種可以流動(dòng)的電池,目前正在逐步進(jìn)入商用化階段。
VRB作為一種化學(xué)的能源存儲(chǔ)技術(shù),和傳統(tǒng)的鉛酸電池、鎳鎘電池相比,它在設(shè)計(jì)上有許多獨(dú)特之處,性能上也適用于多種工業(yè)場(chǎng)合,比如可以替代油機(jī)、備用電源等。利用VRB技術(shù)設(shè)計(jì)制造的VESS系統(tǒng)(VanadiumEnergyStorageSystem,即釩能源存儲(chǔ)系統(tǒng)),其設(shè)計(jì)和操作特性在VRB的基礎(chǔ)之上被優(yōu)化,而且集成了許多自動(dòng)化的智能控制和用于管理操作的電子裝置。
簡(jiǎn)單地說(shuō),釩電池將存儲(chǔ)在電解液中的能量轉(zhuǎn)換為電能,這是通過(guò)兩個(gè)不同類(lèi)型的、被一層隔膜隔開(kāi)的釩離子之間交換電子來(lái)實(shí)現(xiàn)的。電解液是由硫酸和釩混合而成的,酸性和傳統(tǒng)的鉛酸電池一樣。由于這個(gè)電化學(xué)反應(yīng)是可逆的,所以VRB電池既可以充電,也可以放電。充放電時(shí)隨著兩種釩離子濃度的變化,電能和化學(xué)能能相互轉(zhuǎn)換。VRB電池由兩個(gè)電解液池和一層層的電池單元組成。電解液池用于盛兩種不同的電解液。每個(gè)電池單元由兩個(gè)“半單元”組成,中間夾著隔膜和用于收集電流的電極。兩個(gè)不同的“半單元”中盛放著不同離子形態(tài)的釩的電解液。每個(gè)電解液池配有一個(gè)泵,用于在封閉的管道中為每一個(gè)“半單元”輸送電解液。當(dāng)帶電的電解液在一層層的電池單元中流動(dòng)時(shí),電子就流動(dòng)到外部電路,這就是放電過(guò)程。當(dāng)從外部將電子輸送到電池內(nèi)部時(shí),相反的過(guò)程就發(fā)生了,這就是給電池單元中的電解液充電,然后再由泵輸送回電解液池。在VRB中,電解液在多個(gè)電池單元間流動(dòng),電壓是各單元電壓串聯(lián)形成的。標(biāo)稱電壓是1.2V。電流密度由電池單元內(nèi)電流收集極的表面積決定,但是電流的供應(yīng)取決于電解液在電池單元間的流動(dòng),而不是電池層本身。VRB電池技術(shù)的一個(gè)最重要的特點(diǎn)是:峰值功率取決于電池層總的表面積,而電池的電量則取決于電解液的多少。在傳統(tǒng)的鉛酸和鎳福電池中,電極和電解液被放置到一塊,功率和能量強(qiáng)烈地依賴于極板面積和電解液的容量。但VRB電池不是這樣,它的電極和電解液不一定必須放到一塊,這就意味著能量的存放可以不受電池外殼的限制。從電力上來(lái)講,不同等級(jí)的能量可以為電池層中不同的電池單元或單元組中通過(guò)提供足夠的電解液來(lái)得到。給電池層充電和放電不一定需要相同的電壓。例如,VRB電池可以用串聯(lián)電池層的電壓放電,而充電則可以在電池層的另一部分用不同的電壓進(jìn)行。
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