全釩液流電池和鋰離子電池的區(qū)別
- 工作原理:全釩液流電池的正負(fù)極活性物質(zhì)都是不同價態(tài)的釩離子,分別溶解在兩個外部儲罐中的硫酸溶液中,通過泵將電解液輸送到電堆中,在惰性電極上發(fā)生氧化還原反應(yīng),實現(xiàn)能量的存儲和釋放。鋰離子電池的正負(fù)極活性物質(zhì)是不同的金屬氧化物或金屬化合物,固定在每個電池單元中,通過鋰離子在正負(fù)極之間的嵌入和脫出來實現(xiàn)能量的存儲和釋放。
- 安全性:全釩液流電池具有本征安全性,因為它的電解液是酸性水溶液,在常溫常壓下運(yùn)行,不會發(fā)生熱失控、燃燒或爆炸等危險。而鋰離子電池的電解液是有機(jī)溶劑,在高溫或短路等情況下容易發(fā)生分解、氣化、著火或爆炸等事故,造成安全隱患。
- 循環(huán)壽命:全釩液流電池具有超長的循環(huán)壽命,因為它的活性物質(zhì)只發(fā)生價態(tài)變化,不會產(chǎn)生沉積或枝晶等物理變化,因此對容量損耗極低。目前,全釩液流電池的循環(huán)次數(shù)可達(dá)1-2萬次。而鋰離子電池的循環(huán)壽命較短,因為它的活性物質(zhì)會發(fā)生體積變化、結(jié)構(gòu)變化、側(cè)反應(yīng)等物理化學(xué)變化,導(dǎo)致容量衰減。目前,鋰離子電池體系中最高的磷酸鐵鋰電池循環(huán)次數(shù)約6000次。
- 能量密度:全釩液流電池的能量密度較低,僅為12~40Wh/kg,主要受限于釩離子的溶解度和電堆設(shè)計。而鋰離子電池的能量密度較高,一般為80-300Wh/kg,主要得益于鋰元素的輕質(zhì)高價和活性物質(zhì)的高比容量 。因此,在達(dá)到同等儲能量時,全釩液流電池所需的體積要大于鋰離子電池。
- 能量效率:全釩液流電池的能量效率較低,一般為70%-75%,主要受限于泵驅(qū)動系統(tǒng)和隔膜阻抗等因素。而鋰離子電池的能量效率較高,一般為85%-95%,主要得益于低內(nèi)阻和高開路電壓 。
綜上所述,全釩液流電池和鋰離子電池各有優(yōu)劣,適合不同的儲能應(yīng)用場景。全釩液流電池更適合于中長時儲能,即4小時-12小時的儲能,特別是與風(fēng)光等新能源發(fā)電相結(jié)合的大規(guī)模儲能項目。而鋰離子電池更適合于短時儲能,即1小時-4小時的儲能,特別是與智能電網(wǎng)、微網(wǎng)等需求側(cè)管理相結(jié)合的小規(guī)模儲能項目。因此,兩者并不是競爭關(guān)系,而是互補(bǔ)關(guān)系,共同推動儲能技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。
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