鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:2469次 | 2019年03月31日
液流電池更多地應(yīng)用于大規(guī)模儲(chǔ)能領(lǐng)域,尚與汽車無(wú)緣
2.4s內(nèi)實(shí)現(xiàn)0-100km/h沖刺,最高時(shí)速達(dá)300km/h,最大里程達(dá)1000km。近日,一則關(guān)于具備超級(jí)性能的液流電池轎跑概念車的消息開(kāi)始在網(wǎng)絡(luò)上蔓延,液流電池也再次受到關(guān)注。然而記者通過(guò)調(diào)查采訪發(fā)現(xiàn),目前,液流電池充當(dāng)動(dòng)力電池,應(yīng)用在汽車領(lǐng)域的可能性非常小。液流電池更多地應(yīng)用于大規(guī)模儲(chǔ)能領(lǐng)域,尚與汽車無(wú)緣。
“目前,還沒(méi)有這種液流電池,短期內(nèi)也很難出現(xiàn)?!眹?guó)家發(fā)改委能源局“國(guó)家能源液流儲(chǔ)能電池技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”主任、中科院大連化學(xué)物理研究所儲(chǔ)能技術(shù)研究部部長(zhǎng)張華民表示,液流電池的能量密度比較低,大致相當(dāng)于鋰離子電池能量密度的1/5,它幾乎不太可能實(shí)現(xiàn)充當(dāng)動(dòng)力電池的角色。
能量度低密
張華民對(duì)記者分析到,鋰離子電池的活性物資被包在電芯內(nèi)部,若活性物質(zhì)太多則會(huì)導(dǎo)致電極變厚,影響傳質(zhì)效率,儲(chǔ)能容量受限。相比之下,液流電池特別是全釩液流電池儲(chǔ)能活性物質(zhì)在電堆外面,適合于大規(guī)模、大容量?jī)?chǔ)能之用,它不適合應(yīng)用于動(dòng)力電池領(lǐng)域,主要還是因?yàn)樗哪芰棵芏缺容^低,所謂的有機(jī)活性物質(zhì)體系液流電池,可能容易被氧化,其穩(wěn)定性尚不確定。
中國(guó)化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì)秘書(shū)長(zhǎng)劉彥龍也表示,液流電池應(yīng)用在汽車上,做動(dòng)力電池使用的可能性非常小。因?yàn)橐毫麟姵氐谋饶芰康?,與鋰電池還存在很大差距。但是液流電池的安全性能較高,更多應(yīng)用于大型儲(chǔ)能領(lǐng)域,主要應(yīng)用產(chǎn)品類型是全釩液流電池。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
液流電池是一種新型的大型電化學(xué)儲(chǔ)能裝置,是利用正負(fù)極電解液分開(kāi),各自循環(huán)的一種高性能蓄電池,是目前的一種新能源產(chǎn)品。液流電池的電解液置于電堆外部,利用循環(huán)泵使電解液流經(jīng)電堆,二者發(fā)生電化學(xué)反應(yīng),從而實(shí)現(xiàn)化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)換以及電能的存儲(chǔ)與釋放。根據(jù)活性物質(zhì)的不同,液流電池可分為全釩、鋅/溴、多硫化鈉/溴、鐵/鉻等多種類型。
目前應(yīng)用狀況比較好的是全釩液流電池,其正負(fù)極均使用釩材料。記者了解到,全釩液流電池的基本構(gòu)造是一個(gè)可選擇性傳導(dǎo)氫離子的膜隔開(kāi)的腔體(正、負(fù)極),腔體的兩側(cè)各有一個(gè)固體電極。通過(guò)腔體兩側(cè)加入的不同價(jià)態(tài)的釩離子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電能,而后通過(guò)電極將電能輸出到外部電路,對(duì)全釩液流電池充電時(shí),其反應(yīng)過(guò)程正好相反。
張華民同時(shí)指出,液流電池的最大弱點(diǎn)在于,活性物質(zhì)在水溶液的溶解度有限,電池的能量密度較低,適用于大型固定儲(chǔ)能電站。就國(guó)內(nèi)而言,液流電池的具體應(yīng)用領(lǐng)域主要是微電網(wǎng),大型風(fēng)電場(chǎng)、太陽(yáng)能電站,應(yīng)用于分布式發(fā)電、電網(wǎng)調(diào)峰等;地區(qū)分布上,主要是在可再生能源比較集中的地區(qū),比如遼寧、青海、北京以及西部一些地區(qū)等。
儲(chǔ)能價(jià)值高
大規(guī)模電池儲(chǔ)能技術(shù)需要滿足安全性高、生命周期的性價(jià)比高、經(jīng)濟(jì)性好、生命周期的環(huán)境負(fù)荷低、環(huán)境友好這些基本條件。作為液流電池應(yīng)用的代表,全釩液流電池承載了液流電池產(chǎn)品的特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)。
標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測(cè)繪、無(wú)人設(shè)備
液流電池的使用壽命比較長(zhǎng),安全性也比較好。其中,全釩液流電池的電解液在電池內(nèi)循環(huán)并帶出部分熱量,這使得電池本身不會(huì)發(fā)熱。相比之下,鋰離子電池發(fā)熱之后容易產(chǎn)生不可控的化學(xué)反應(yīng),比如燃燒等。
張華民表示,液流電池儲(chǔ)能技術(shù)是大規(guī)模高效儲(chǔ)能的首選技術(shù)之一,它具有能量轉(zhuǎn)換效率高、蓄電容量大、選址自由、可深度放電、安全環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。在眾多液流電池中,全釩液流電池儲(chǔ)能技術(shù)是產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用最多的液流電池儲(chǔ)能技術(shù),它擁有眾多優(yōu)勢(shì),比如運(yùn)行安全可靠,可循環(huán)利用、生命周期內(nèi)環(huán)境負(fù)荷小、環(huán)境友好,生命周期的性價(jià)比高(充放電循環(huán)次數(shù)在15000次以上,使用年數(shù)在15年到20年),具有較強(qiáng)的過(guò)載能力和深放電能力等。
有關(guān)報(bào)道指出,國(guó)外有些專家做到了液流電池100美元/千瓦時(shí)的成本。然而據(jù)張華民了解,這種算法僅僅是計(jì)算了液流電池使用的電解質(zhì)成本,并不合理。
“未來(lái),液流電池生命周期的成本會(huì)比其他任何類型電池便宜?!睆埲A民認(rèn)為,相比鋰電池二十多年的研發(fā)歷史與國(guó)家大規(guī)模研發(fā)投入,液流電池的研究大致是從2000年開(kāi)始,研發(fā)資金投入也相對(duì)較小。
液流電池成本還會(huì)有大幅下降的空間。張華民介紹到:“2013年,我們售出的液流電池系統(tǒng)大約為7000元/千瓦時(shí),如今的售價(jià)在3500元/千瓦時(shí)左右,今后仍會(huì)有很大下降空間。”目前的電池成本一般都未涉及回收成本,比如,鋰電池?zé)o害化回收處理仍需要大量的資金投入。液流電池則不然,它的回收殘值比較高,其成本占儲(chǔ)能系統(tǒng)50%的釩電解液可半永久性循環(huán)利用。
目前,大規(guī)模儲(chǔ)能日漸受到國(guó)家重視,具體的產(chǎn)業(yè)政策也正在推出的過(guò)程之中。雖然液流電池技術(shù)在大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)領(lǐng)域具有較好的應(yīng)用前景,但是就現(xiàn)狀而言,它還需要國(guó)家相關(guān)的產(chǎn)業(yè)政策支持,商業(yè)化運(yùn)營(yíng)以及盈利模式還需要通過(guò)相關(guān)的示范應(yīng)用項(xiàng)目得以探索、完善。風(fēng)能發(fā)電、光伏電池、電動(dòng)汽車都是這樣發(fā)展起來(lái)的。
張華民認(rèn)為:“從可靠性、穩(wěn)定性等技術(shù)角度考慮,目前,整個(gè)液流電池產(chǎn)業(yè)已經(jīng)進(jìn)入商業(yè)化運(yùn)營(yíng)階段,接下來(lái)是通過(guò)技術(shù)進(jìn)步,進(jìn)一步提高其性能以及可靠性,降低成本?!?/p>
據(jù)張華民分析,在國(guó)家政策和研發(fā)資金支持下,液流電池行業(yè)的發(fā)展勢(shì)頭會(huì)日漸向好。目前,國(guó)內(nèi)化學(xué)儲(chǔ)能項(xiàng)目的總裝機(jī)容量大約達(dá)到一百多兆瓦,在整個(gè)儲(chǔ)能裝機(jī)容量當(dāng)中,液流電池所占比重為10%-20%。未來(lái)兩三年,這個(gè)占比或許能夠達(dá)到40%-50%。