軟硬結(jié)合板之這個(gè)“網(wǎng)紅”電池，究竟是什么來路？
據(jù)深聯(lián)電路軟硬結(jié)合板小編了解，這段時(shí)間以來，釩電池概念股的異軍突起，得到全網(wǎng)重點(diǎn)關(guān)注，釩電池儼然成為繼鋰電池、氫電池、鈉電池之后的又一位電池領(lǐng)域新貴。
釩電池以其自身安全、環(huán)保、規(guī)模大、超長循環(huán)壽命等特性，正成為電化學(xué)儲(chǔ)能的重要組成部分。尤其在調(diào)峰電源系統(tǒng)、大規(guī)模風(fēng)光電系統(tǒng)儲(chǔ)能、應(yīng)急電源系統(tǒng)等領(lǐng)域，釩電池具有廣闊的應(yīng)用前景。
釩電池的工作原理
釩電池，全稱為全釩氧化還原液流電池。液流電池是一種液相電化學(xué)儲(chǔ)能裝置，其活性物質(zhì)完全溶解在電解液中，通過活性元素的氧化價(jià)態(tài)變化來實(shí)現(xiàn)能量的存儲(chǔ)與釋放，屬于一種氧化還原電池。
第一，所謂全釩，按照字面意思理解，是因?yàn)殡姵氐恼?fù)極都是釩。作為類比，磷酸鐵鋰電池正極是磷酸鐵鋰，負(fù)極是石墨；鉛酸電池的正極是二氧化鉛，負(fù)極為鉛。
第二，氧化還原，這點(diǎn)大家好理解，即電池的基本原理。氧化還原反應(yīng)的過程有電子得失，電子的移動(dòng)就形成了電流。
第三，之所以叫液流電池，是因?yàn)檎?、?fù)極均為液體。可以想象成正負(fù)極和電解液“合體”了，電池能量直接存儲(chǔ)在液態(tài)的電解質(zhì)中。當(dāng)然，有“合”就有“分”，釩電池的電解液和電堆是分開的。
釩電池結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
因?yàn)殁C電池的電解液和電堆是相互獨(dú)立的，電解液單獨(dú)存放在外部的儲(chǔ)罐中，另外由于電解液是無法單獨(dú)流向電堆的，需要通過外部的泵和管路輸送內(nèi)部。
所以肉眼可見，釩電池就是個(gè)大塊頭。常見的釩電池主要由兩個(gè)裝電解液的儲(chǔ)罐、電堆、循環(huán)泵和管路組成。如果把儲(chǔ)罐比作汽車的油箱，電堆就是發(fā)動(dòng)機(jī)，儲(chǔ)罐中的電解液通過循環(huán)泵不斷輸送到電堆內(nèi)，電堆則負(fù)責(zé)充放電。
釩電池的另一大特點(diǎn)是設(shè)計(jì)靈活，可以按需組合、定制。展開來講，釩電池的功率單元和容量單元是相互獨(dú)立的“解耦設(shè)計(jì)”，儲(chǔ)罐中的電解質(zhì)決定電池容量，電堆的大小和數(shù)量決定電池的輸出功率。也就是說，要增加電池容量，就相應(yīng)增加電解液儲(chǔ)罐數(shù)量；要提高輸出功率，只要增加電堆的數(shù)量就可實(shí)現(xiàn)。
釩電池的運(yùn)行優(yōu)勢
據(jù)軟硬結(jié)合板小編了解，安全性好 釩電池使用的正、負(fù)極電解液均為極不易燃的無機(jī)水溶液，即使正、負(fù)極電解液意外發(fā)生混合也不用擔(dān)心，因?yàn)橥氢C離子家族（正極電解液為5價(jià)釩和4價(jià)釩，負(fù)極電解液為3價(jià)釩和2價(jià)釩）成員，不會(huì)發(fā)生反應(yīng)。
和鋰電池、鈉離子電池等一樣，釩電池在充放電過程中也會(huì)在產(chǎn)生熱量，不過釩電池在充放電過程中，電解液是循環(huán)流動(dòng)的，電堆內(nèi)部產(chǎn)生的熱量很容易就可以通過輸送管路上的熱交換器散熱。
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正因如此，釩電池的熱管理系統(tǒng)成本也低，設(shè)計(jì)和維護(hù)方便。一般采取直冷或空冷的方式進(jìn)行熱管理，類似汽車發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)的冷卻系統(tǒng)。當(dāng)電解液溫度上升到一定程度時(shí)，冷卻系統(tǒng)即啟動(dòng)，從而保持電池系統(tǒng)運(yùn)行在最高效的溫度區(qū)間。
電池一致性好 對于單個(gè)電池，比如手機(jī)內(nèi)置電池或兩輪電動(dòng)車，不用過多考慮電池均一性，但如果是大量電池串聯(lián)組成的電池包系統(tǒng)，電池一致性可就成為重要指標(biāo)。
一般情況，一輛使用方形電池包的電動(dòng)車上有一百多個(gè)電芯，而特斯拉用的圓柱電池更是有上千個(gè)電芯。隨著電池充放電的運(yùn)行，單個(gè)電池的內(nèi)阻、荷電狀態(tài)、溫度等均會(huì)發(fā)生不同程度的變化，導(dǎo)致差異性逐漸變大，使得電池系統(tǒng)安全、可靠運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)增大。所以鋰電池企業(yè)也在制造過程不斷提高電池在出廠時(shí)的一致性。
對于釩電池，電解質(zhì)溶液始終是循環(huán)流動(dòng)的，正負(fù)極電解液從各自的儲(chǔ)罐容器中抽出，最后進(jìn)入到電堆時(shí)自然具有相同的狀態(tài)，天生就具備不錯(cuò)的一致性。
使用壽命長因?yàn)殁C電池的電解液在充放電時(shí)不像其它多數(shù)電池一樣發(fā)生物相變化（注：不會(huì)生成新的物質(zhì)，始終都是釩離子，只不過是不同價(jià)態(tài)），電池容量的損耗就很少，所以釩電池的壽命往往能超過十年。
據(jù)軟硬結(jié)合板小編了解，期間當(dāng)電池使用較長時(shí)間，其性能下降之后，可以通過修復(fù)電解液活性來恢復(fù)一定的性能。如果最后釩電池系統(tǒng)壽命到期，電解液還是不會(huì)浪費(fèi)，既可以應(yīng)用到新的電池系統(tǒng)中，也可以作為釩資源進(jìn)行提純加工，最終實(shí)現(xiàn)電解液的循環(huán)利用。
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