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液流电池储能技术讲解
液流电池储能技术讲解
  • 发布时间:2021-02-08 17:34

液流电池储能技术讲解

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液流电池储能技术


流动电池一般是一种电化学储能装置,它通过液体活性物质的氧化还原反应来结束电能和化学能的转换,从而结束电能的储存和释放。由于其具有功率和容量独立、充放电深、安全性好等突出优点,已成为储能领域的最佳选择之一。


自20世纪70年代发明以来,液流电池已经经历了100多个项目,从实验室到公司,从原型到标准产品,从演示到商业执行,从小到大,从单一到通用功能。


全钒流动电池的装机容量为35兆瓦,是目前应用最广泛的流动电池。我国科学院大连化学物理研究所支持的大连荣科储能技术有限公司(以下简称荣科储能)与大连化学物理研究所合作,结束了全钒液流电池关键材料的国产化和计划生产。同时,电解液产品远销日本、韩国、美国、德国、英国等国家。非氟离子导电膜的高选择性、高耐久性、低成本的功能优于全氟磺酸离子交换膜,后者的价格仅为10%,真正突破了全钒流动电池的成本瓶颈。


通过结构优化和新材料的使用,全钒液流电池反应堆的额外操作电流密度已经从原来的80毫安先进的c/c㎡120ma/㎡坚持相同的功能时,反应堆的成本已经下降了近30%,标准的单一反应器是32个千瓦,已出口到美国和德国。2013年五月,世界上最大的5兆瓦/10兆瓦时钒流电池储能系统在国电龙源50兆瓦风电场成功接入电网。随后,风电并网3兆瓦/6兆瓦时储能项目和国电、风电2兆瓦/4兆瓦时储能项目相继在锦州落地,这也是我国探索储能商业模式的重要案例。


全钒流电池的另一个领军公司是日本住友电器(sumitomoelectric)。该公司在2010年重新启动了流动电池业务,并将在2015年建成一座15兆瓦/60兆瓦/小时的全钒流动电池厂,用于应对北海道大规模太阳能电厂整合带来的峰值负荷和电能质量压力。该项目的成功执行将是全钒流电池领域的又一个里程碑。2014年,在美国能源部和华盛顿清洁基金的支持下,UniEnergyTechnologies,LLC(UET)建立了3兆瓦/10兆瓦的全钒流电池储能系统。UET将首次利用其混合酸电解质技术,将能量密度提升40%左右,扩大全钒流电池的温度窗口和电压范围,降低热管理能耗。


目前,正向流动电池的能量功率和系统的可靠性,降低其成本是一个重要的问题,为流动电池的广泛应用规划。开发高性能电池材料,优化电池结构设计,降低电池内阻是技术关键。最近,张华敏和他的研究小组让单个电池的充电和放电能量力量all-vanadium液流电池80毫安的操作电流密度//c㎡,几年前的81%,达到93%,充分证明它有开阔的空间和前景。


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