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液流電池是由Thaller于1974年提出的一種電化學(xué)儲能技術(shù)，是一種新的蓄電池。液流電池由電堆、電解液、電解液存儲供給單元以及管理控制單元等部分構(gòu)成，是利用正負(fù)極電解液分開，各自循環(huán)的一種高性能蓄電池。

液流電池特點：

  1.液流電池的特點，它的電解液都是水溶液，而且它的反應(yīng)場所和活性物質(zhì)的儲存場所是分開的，電堆是電堆，儲液罐是儲液罐，它們不會出現(xiàn)著火爆炸等情況，所以它的安全性是非常高的。

  2. 所有的液流電池，包括全釩液流電池，鐵鉻、鋅溴，都可以進行 100%的充放電，它的充放電深度繼續(xù)即使達到 100%，也不會對電池造成任何損害，反而對電池的壽命有益。這一塊是鋰電池完全不可能達到的，鋰電池的過充或者過放都會給它帶來不可逆的損害，會造成內(nèi)部的短路，甚至起火爆炸。

  3. 液流電池的容量和功率是可以獨立配置的，這也是液流電池最吸引人的地方，對于液流電池來講，它的電堆的數(shù)量決定了整個系統(tǒng)的輸出功率，它的電解液用量決定了整個液流電池系統(tǒng)的容量。

反應(yīng)原理：

  釩液流電池的化學(xué)反應(yīng)是 1 價釩和 2 價釩的正極進行反應(yīng)， 3 價釩和 2 價釩在負(fù)極進行反應(yīng)，在反應(yīng)的過程中釩可以從3 價到 2 價進行轉(zhuǎn)換，或者從 1 價到 2 價進行轉(zhuǎn)換。整個電子的交換是通過電極來實現(xiàn)，然后中間的隔膜又可以交換質(zhì)子，也叫氫離子，形成循環(huán)過程。

   整個過程的效率由于要受到外驅(qū)動泵的功耗影響，效率比較低，但它的安全系數(shù)比較高，中間這層膜即使被刺破，或者說出現(xiàn)一些問題，也不會產(chǎn)生像鋰電池內(nèi)部短路著火的情況，它最多就是電解液混合之后，重新再制備電解液，然后整個電堆它不會完全的損壞，而在鋰電池里面，如果隔膜出現(xiàn)了問題，基本上整個電池就廢掉了。全釩液流的電池堆由端板、雙極板、集流板、石墨氈、離子交換膜以及密封圈組成。

   離子交換膜是目前國產(chǎn)化方面做的還比較差的設(shè)備，其他方面的零部件國產(chǎn)化已經(jīng)做得較好，進口的離子交換膜的價格大概是國產(chǎn)的 4-5 倍，未來隨著國產(chǎn)化膜推廣的越來越來越廣泛，應(yīng)用的越來越多，國產(chǎn)化的離子交換膜會逐步取代進口的離子交換膜。

應(yīng)用場景：

         

  從應(yīng)用場景上來看，液流電池在儲能容量幅度比較寬，最小大概有幾十千瓦，最大接近一百兆瓦。目前國內(nèi)最大的液流電池示范項目已經(jīng)做到了100 兆瓦-400 兆瓦時，是由大連融科公司提供技術(shù)裝備，籌集資金在大連市做的項目，這個項目是為了保證整個大連市電網(wǎng)的安全穩(wěn)定。在時長上來看，液流電池可以劃歸到長時儲能領(lǐng)域。

技術(shù)路線：

  從技術(shù)路線看，目前國內(nèi)的液流電池做的較好的有三種技術(shù)路線。第一，全釩液流電池，也是目前國內(nèi)示范項目做的最大的電池技術(shù)。第二，鐵鉻液流，目前國內(nèi)主要從事鐵鉻液流的公司是國家電投集團中央研究院。第三，鋅溴液流，目前國內(nèi)做鋅溴液流的公司比較少，之前安徽美能公司推廣過一段時間，但是近年來由于各種原因推廣不再那么積極，現(xiàn)在國內(nèi)做的示范項目也相對比較小。

釩液流電池：

  電解液是為釩粒子的水溶液，不燃燒不爆炸，電解液是由五氧化二釩溶于稀硫酸形成的，熱量可以有效的排出。電解液反應(yīng)之后，經(jīng)過換熱器可以有效的將熱量排出，這種熱量的排出的效果會遠(yuǎn)好于鋰電池的傳熱效果。

  單體電池間的一致性比較好；其次，壽命長，在充放電的過程中，它的電極材料只是提供界面，不參與反應(yīng)，可長期保持穩(wěn)定狀態(tài)，深充深放對電池性能也沒有不利的影響， 甚至對它有正向的影響。溫度對容量的影響可恢復(fù)，但是又不絕對，全釩液流的運行溫度一般在 10-40 度之間，如果溫度過高會析出一些沉淀物，這些沉淀物經(jīng)過循環(huán)會附著在質(zhì)子交換膜上，進而降低整個系統(tǒng)的效率。而且液流電池設(shè)計靈活，功率和容量獨立設(shè)計。容量可恢復(fù)，它的微量副反應(yīng)造成的價態(tài)失衡是可以通過氧化還原進行調(diào)整恢復(fù)的。

鐵-鉻液流儲能系統(tǒng)

  鐵鉻液流電池儲能系統(tǒng)的特點是長壽命，生命周期比較長， 循環(huán)次數(shù)大于 20,000 次，次數(shù)現(xiàn)在各家各說各的，但是究竟能不能達到還不好說。環(huán)境友好， 安全性高，電解液以及正負(fù)極的材料的毒性和腐蝕性弱，這個優(yōu)點是相對于全釩液流相比的，而且可再生，安全穩(wěn)定，高效率，它的直流側(cè)效率大于 80%，交流側(cè)大于 70%，行業(yè)領(lǐng)先。

  鐵鉻液流適應(yīng)性比較強，這是它獨特的優(yōu)勢，比全釩液流好，它的工作溫度可以在零下 20-70 度，這是相對全釩液流它特別大的一個優(yōu)勢，然后它易于規(guī)?；?，它的定制化比較容易，易于擴容，這是所有液流電池的特點。最后是低成本，更多的是全壽命周期的度電成本。

  在投資方面，鐵鉻液流和全釩液流差不多，現(xiàn)在都貴于鋰電池，尤其是磷酸鐵鋰，現(xiàn)在最主流的電池儲能系統(tǒng)。鐵鉻液流電堆和全釩液流高度相似，中間也要用到離子交換膜，離子交換膜也是目前在發(fā)展液流電池，尤其是全釩液流和鐵鉻液流的時候，比較受卡脖子的一項技術(shù)。

鋅-溴液流電池

  鋅溴液流最早由一個石油公司發(fā)明的， 是一種高性能、 低成本大容量的儲能系統(tǒng)， 它的電解液為溴化鋅溶液， 電池被隔膜分割為正極半電池和負(fù)極半電池，分別接在正負(fù)極電解液的儲罐里。在循環(huán)泵的作用下， 電解液在儲罐和電池構(gòu)成的閉合回路中運行， 同時發(fā)生氧化還原反應(yīng)。鋅溴液流和釩電池的特色都是正負(fù)極的溶液， 各自在獨立運行， 不存在交叉污染的問題，但是鐵鉻液流就存在交叉污染的問題。

  鋅溴液流可以做到比較低的成本， 包括電極、 隔膜材料在內(nèi)的電池的關(guān)鍵部件多為塑料， 不含貴金屬， 且可回收利用， 尤其是它的隔膜是一種微孔膜， 不是質(zhì)子交換膜， 國產(chǎn)化更容易一些， 它的電解液為溴化鋅溶液， 價格低廉且容易獲得。

  其次，是它的長壽命的優(yōu)勢， 正負(fù)極電解液的均為溴化鋅溶液， 不存在電解液交叉污染， 電解液的理論使用壽命無限。這只是電解液的使用壽命，如果把整個電堆來考慮進來， 循環(huán)次數(shù)上鋅溴液流要低于全釩液流和鐵鉻液流， 它的電堆的深充深放的循環(huán)次數(shù)大于 3,000 次， 比起全釩液流和鐵鉻液流要低不少。