全钒液流电池简介

液流电池是由美国科学家hallerl.h.于1974年提出的一种电化学储能技术。根据发生反应的电对不同，液流电池可以分为：全钒液流电池、锌溴液流电池、多硫化钠溴液流电池、锌镍液流电池、半液流电池等。

全钒液流电池（Vanadium Redox Flow Battery，VRB），简称是钒电池，是一种活性物质呈循环流动液态的氧化还原电池。

钒电池的电能是以化学能的方式存储在不同价态钒离子的硫酸电解液中，通过外接泵把电解液压入电池堆体内，在机械动力作用下，使其在不同的储液罐和半电池的闭合回路中循环流动，采用质子交换膜作为电池组的隔膜，电解质溶液平行流过电极表面并发生电化学反应，通过双电极板收集和传导电流，从而使得储存在溶液中的化学能转换成电能。

钒属于VB族元素，化学性质活跃，呈现多种价态。VRB就是以钒离子的不同价态的溶液为电解液，使其在正负极板上发生可逆反应，得以顺利完成充电、放电和再充电过程。正极电解液由V5+和V4+离子溶液组成，负极电解液由V3+和V2+

离子溶液组成，电池充电后，正极物质为V5+离子溶液，负极为V+离子溶液，电池放电后，正、负极分别为V4+和V3+离子溶液，电池内部通过H+导电。V5+和V4+离子在酸性溶液中分别以VO2+离子和VO2+离子形式存在。

VRB正负极板发生以下反应：

正极：VO2^﹢+2H^﹢+e→V02^﹢+H20

负极：v²⁺ ↔ V³⁺﹢e-

电池反应：VO₂⁺+2H⁺+V²⁺↔V0²⁺ +H20+V³⁺

虽然液流电池各自的电化学体系不同，但都具备以下特点：

1.功率和容量相互独立，输出功率由电池模块的大小和数量决定，储能容量由电解液的浓度和体积决定，故可实现功率与容量的独立设计；

2.能量转化效率高，启动速度快；

3.具有很强的过载能力和深度放电能力；

4.部件多为廉价的碳材料、工程塑料，材料来源丰富，易于回收。

全钒液流电池具备充放电可逆性高、循环寿命长、能量转换效率高、正负极电解质无交叉污染和容易规模化等优点。同时显示了较大的成本优势，建设周期短，系统运行和维护费用低，特别是具有运行安全和环境友好的特点。

钒电池系统可以广泛用于太阳能和风能发电的储能设备、大型应急电源系统、电站储能和电力系统的削峰填谷、负载调平等方面。目前钒电池在国外已经获得了长足的发展，一些商业化示范工程也已经建立并稳定运行。