钒电池的发展历程及工作原理

钒电池的发展历程及工作原理

钒电池全称为全钒氧化还原液流电池(Vanadium Redox Battery，缩写为VRB)，1985年由澳大利亚新南威尔士大学的Marria Kazacos提出。钒电池用不同价态的钒离子溶液分别作为正负极活性物质，通过外接泵把溶液从储液槽压入电池堆体内完成电化学反应，反应后溶液又回到储液槽，活性物质不断循环流动，由此完成充放电。

　　其反应式如下：

　　负极反应:  V2+-e-   V3+

　　正极反应: VO2++2H++e-   VO2++H2O

　　在机械动力作用下，电解液在储液罐和半电池的闭合回路中进行循环流动，从而使得储存在溶液中的化学能转换成电能。

钒电池的基本工作原理示意图

　　钒电池的主要特性：

　　·充放电次数可达10,000次（20年）以上

　　·功率与容量分开，高达兆瓦级输出功率

　　·绿色环保无污染，电池可完全回收

　　·放电深度高达80%以上

　　·充放电时间比为1：1

　　·支持过冲过放

　　·电池免维护

　　1996年日本的住友电工（SEI）12月建成450KW级钒电池电堆，实验数据表明电池循环性能很好，530次循环电池能量效率均值为82.3 %。

　　2003年11月澳大利亚Pinnacle VRB Ltd建成系统容量为800 KWh，输出功率200 KW。VRB-ESS的使用除了提高King Island岛上居民区的电能供应功率水平、稳定风力发电系统供电外，还减少了柴油机发电，因而减少了燃料费用及向环境中排放的废气量。

　　2004年2月，VRB Power Systems为Pacific Corp公司（Castle Valley，Utah）建造的大型VRB-ESS正式竣工。该系统储能容量2MWh、输出功率250KW，是北美地区第一座大型商业化VRB储能系统，主要用于满足美国犹他州东南部偏远地区用电高峰时的电力需求，即起削峰填谷作用。