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为何钒改变了电池格局?将成为储能系统的主要电池材料

2018-10-17 09:54 来源:电源网综合 编辑:Janet

据外媒10月16日报道,United Battery Metals(UBM)公司总裁兼首席执行官Matt Rhoades谈到,钒(Vanadium)将成为新一代的大型电池金属原材料。目前,其公司在科罗拉多州的Wray Mesa项目探查到了钒矿,其储藏量约为270万磅。

如今,美国境内发现了大量的钒矿,而锂矿则十分稀缺,面对市值130亿的储能市场而言,钒将发挥重要的作用。去年,钒是性能最佳的电池金属材料,其表现甚至超过了锂和钴。

然而,钒想要进入未来的储能市场并占据主导位置,目前还有很长一段路要走。今年还出现了意外状况。就在过去数年内,钒铁(ferro vanadium)价格飙升了33%。仅在1个月前,钒铁的价格才只有79美元/克,如今却高达105美元/克。

此外,五氧化二钒(vanadium pentoxide)也成为了电网储能设备——全钒氧化还原液流电池(vanadium redox flow batteries)的主要材料。

一、什么是钒电池

钒电池全称为全钒氧化还原液流电池(Vanadium Redox Battery,缩写为VRB),是一种活性物质呈循环流动液态的氧化还原电池。VRB作为一种化学的能源存储技术,和传统的铅酸电池、镍镉电池相比,它在设计上有许多独特之处,性能上也适用于多种工业场合,比如可以替代油机、备用电源等。

据相关媒体报道,与其他储能技术相比,全钒液流电池储能技术因其使用寿命长、规模大、安全可靠等突出的优势,成为规模储能的首选技术之一。2012年,美国制定的储能技术发展规划已经将全钒液流电池列在首位。据悉,大规模储能电池有三个基本要求:高安全性、生命周期性价比高及生命周期环境友好。

作为当前储能的首选技术之一,全钒液流电池储能系统安全性高,在常温常压下运行时,电池系统产生的热量能够通过电解质溶液有效排出,再通过热交换排至系统之外;而且电解质溶液为不燃烧、不爆炸的水溶液,系统运行安全性高。

正因为全钒液流电池储能系统拥有诸多优势,有业内分析人士表示,全钒液流电池技术未来在储能行业具备无可估量的发展潜力,甚至有可能将改变未来的能源格局。

二、为何钒改变了电池格局?

当谈到储能电池时,提及越大,性能越好,大尺寸是未来的发展趋势。这是因为钒液流电池(vanadium flow batteries)的液体(电解质)可利用液流将电荷从一个蓄电池罐(tank)传输到另一个蓄电池罐,并在同一系统内实现反复传输,形成闭合回路,可同时实现充放电。

钒的性能要优于锂,不仅在于其长久的使用寿命,还在于其不易燃、不易爆和无毒性这三方面。这类电池的扩容成本较低,其容量越大,成本越便宜,与锂离子电池的扩容截然相反。

以锂离子电池为例,尽管也能扩容,若将其尺寸增大一倍,成本也将提升一倍。但钒液流电池却截然不同,蓄电池罐的容量越大,其成本降伏也越大。

目前,钒电池已实现扩容,可为整套储能系统供电,成本约为500美元/千瓦时。在不到一年的时间内,该成本将降至300美元/千瓦时。到2020年,其成本或将降至150美元/千瓦时。

然而,锂离子电池超级工厂却无法实现如此快捷的成本降速。

虽然目前锂电池已经形成成熟的市场产业,技术完善,发展和推广较早,所以应用广。而钒电池还有一些技术和成本问题需要解决,目前市场应用的较少。但是随着科技发展以上的问题解决只是时间问题,相信不久钒电池将会取代锂电池,铅酸电池。

标签: 钒电池 储能

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