釩電池的發(fā)展歷程及工作原理

釩電池全稱為全釩氧化還原液流電池(Vanadium Redox Battery，縮寫為VRB)，1985年由澳大利亞新南威爾士大學(xué)的Marria Kazacos提出。釩電池用不同價(jià)態(tài)的釩離子溶液分別作為正負(fù)極活性物質(zhì)，通過(guò)外接泵把溶液從儲(chǔ)液槽壓入電池堆體內(nèi)完成電化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)后溶液又回到儲(chǔ)液槽，活性物質(zhì)不斷循環(huán)流動(dòng)，由此完成充放電。

　　其反應(yīng)式如下：

　　負(fù)極反應(yīng):? V2+-e-?? V3+

　　正極反應(yīng): VO2++2H++e-?? VO2++H2O

　　在機(jī)械動(dòng)力作用下，電解液在儲(chǔ)液罐和半電池的閉合回路中進(jìn)行循環(huán)流動(dòng)，從而使得儲(chǔ)存在溶液中的化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能。

釩電池的基本工作原理示意圖

　　釩電池的主要特性：

　　·充放電次數(shù)可達(dá)10,000次（20年）以上

　　·功率與容量分開(kāi)，高達(dá)兆瓦級(jí)輸出功率

　　·綠色環(huán)保無(wú)污染，電池可完全回收

　　·放電深度高達(dá)80%以上

　　·充放電時(shí)間比為1：1

　　·支持過(guò)沖過(guò)放

　　·電池免維護(hù)

　　1996年日本的住友電工（SEI）12月建成450KW級(jí)釩電池電堆，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明電池循環(huán)性能很好，530次循環(huán)電池能量效率均值為82.3 %。

　　2003年11月澳大利亞Pinnacle VRB Ltd建成系統(tǒng)容量為800 KWh，輸出功率200 KW。VRB-ESS的使用除了提高King Island島上居民區(qū)的電能供應(yīng)功率水平、穩(wěn)定風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)供電外，還減少了柴油機(jī)發(fā)電，因而減少了燃料費(fèi)用及向環(huán)境中排放的廢氣量。

　　2004年2月，VRB Power Systems為Pacific Corp公司（Castle Valley，Utah）建造的大型VRB-ESS正式竣工。該系統(tǒng)儲(chǔ)能容量2MWh、輸出功率250KW，是北美地區(qū)第一座大型商業(yè)化VRB儲(chǔ)能系統(tǒng)，主要用于滿足美國(guó)猶他州東南部偏遠(yuǎn)地區(qū)用電高峰時(shí)的電力需求，即起削峰填谷作用。