全釩氧化還原液流電池是將化學(xué)能和電能相互轉(zhuǎn)換�;瘜W(xué)能存儲于不同階態(tài)的釩離子中,電解質(zhì)溶液為釩離子硫酸電解液,電解液通過泵從兩個獨立的塑料存儲罐中流入兩個半電池組單元,采用一個質(zhì)子交換膜(PEM)作為電池組的隔膜,電解質(zhì)溶液平行流過電極表面并發(fā)生電化學(xué)反應(yīng),通過雙電極板收集和傳導(dǎo)電流。這個反應(yīng)過程可以逆反進行,對電池進行充電、放電和再充電。
從上圖可以看出,全釩氧化還原液流電池包括兩個具有不同氧化狀態(tài)釩離子的電解液存儲罐,分別是正極V(Ⅳ)/V(Ⅴ)和負極V(Ⅱ)/V(Ⅲ)氧化還原電極對。電解液由泵在存儲罐和電堆之間循環(huán)輸送。電堆包括多個電池組,每個電池組具有兩個半電池部分,由質(zhì)子交換膜隔開。在半電池組中,電化學(xué)反應(yīng)是在碳板電極上進行的,產(chǎn)生電流對電池進行充放電。
1.正負半電池腔使用同一種金屬離子的硫酸溶液作電解液,避免了Fe/Cr電池中電解液交叉污染的問題,提高了電池的效率和壽命;
2.用完全可溶的氧化還原電對和惰性電極消除了傳統(tǒng)電池(鉛酸電池,鎳/鎘電池)不希望的電極過程——固相反應(yīng)所伴隨的電極變形,脫落,短路等而引起的容量損失;
3.系統(tǒng)的儲存容量取決于溶液的濃度和儲液箱的體積,換言之,對于相同功率輸出的電池可根據(jù)需求任意調(diào)整容量;
4.功率由系統(tǒng)中單電池的部署決定,可通過串連和并聯(lián)任意調(diào)整功率來滿足不同需求;
5.電池活性物質(zhì)以溶液形式存在,充放電不涉及固相反應(yīng),反應(yīng)速度可以很快;
6.電池活性物質(zhì)在充放電過程中不消耗,理論循環(huán)壽命無限,使得電池成本大為降低;
7.反應(yīng)裝置與儲存裝置相互獨立,由電池中的極少量電解液的擴散所引起的自放電很��;
8.結(jié)構(gòu)簡單,材料價格便宜,更換和維修費用低廉,對環(huán)境友好,是環(huán)保電池;
9.通過更換電解液,可實現(xiàn)瞬間再充電。