什么是全钒液流电池？

电池，我们在日常生活、工作中都经常用到，但不知道大家对“全钒液流电池”是否知道呢？本文收集整理了一些资料，希望本文能对各位读者有比较大的参考价值。

 钒液流电池 

钒电池，全称是全钒液流电池（Vanadium Redox Flow Battery，VRB），是一种活性物质呈循环流动液态的氧化还原电池。早在60年代，就有铁—铬体系的氧化还原电池问世，但是钒系的氧化还原电池是在1985年由澳大利亚新南威尔士大学的Marria Kacos提出，经过二十多年的研发，钒电池技术已经趋近成熟。在日本，用于电站调峰和风力储能的固定型（相对于电动车用而言）钒电池发展迅速，大功率的钒电池储能系统已投入实用，并全力推进其商业化进程。

钒电池电能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。这个可逆的反应过程使钒电池顺利完成充电、放电和再充电。正极电解液由V(Ⅴ)和V(Ⅳ)离子溶液组成，负极电解液由V(Ⅲ)和V(Ⅱ)离子溶液组成，电池充电后，正极物质为V(Ⅴ)离子溶液，负极为V(Ⅱ)离子溶液，电池放电后，正、负极分别为V(Ⅳ)和V(Ⅲ)离子溶液，电池内部通过H+导电。V(Ⅴ)和V(Ⅳ)离子在酸性溶液中分别以VO2+离子和VO2+离子形式存在，故钒电池的正负极反应可表述如下：

钒电池关键材料

1.钒电池电解液全钒最初，电解液是将VOSO4直接溶解于H2SO4中制得，但由于VOSO4价格较高，人们开始把目光转向其它钒化合物如V2O5、NH4VO3等。目前制备电解液的方法主要有两种：混合加热制备法和电解法。其中混合加热法适合于制取lmol/L电解液，电解法可制取3~5mol/L的电解液。

2.钒电池隔膜

钒电池的隔膜必须抑制正负极电解液中不同价态的钒离子的交叉混合，而不阻碍氢离子通过隔膜，传递电荷。这就要求选用具有良好导电性和较好选择透过性的离子交换膜，最好选用允许氢离子通过的阳离子交换膜。电池隔膜一般都以阳离子交换膜为主，也有用Nafion膜(Dupont)的，但后者价格较贵。对阳离子交换膜进行处理，提高亲水性、选择透过性和增长使用寿命，是提高钒电池效率的途径之一。全氟磺酸型离子交换膜是由杜邦公司率先研制成功，并以Nafion为其商标，是目前性能最好的一种离子交换膜。

3.钒电池电极材料

全钒液流电池要达到大容量的储能，必须实现若干个单电池的串联或者并联，这样除了端电极外，基本所有的电极都要求制成双极化电极。由于V02+的强氧化性及硫酸的强酸性，作为钒电池的电极材料必须具备耐强氧化和强酸性，电阻低，导电性能好，机械强度高，电化学活性好等特点。钒电池电极材料主要分为三类：金属类，如Pb，Ti等；炭素类，如石墨、碳布、碳毡等；复合材料类，如导电聚合物、高分子复合材料等。