钒电池常见问题
全钒液流电池里的技术难点
全钒液流电池里的技术难点(2010-03-09 21:42:21)标签：分类：钒电池技术钒电池技术难点杂谈现在知道钒电池的人开始多了，可以肯定今年国内知道钒电池会大大增多，最主要的原因是国家电网张北钒电池项目的消息一旦铺开，影响面会非常广。
而可以预见投入钒电池行业的企业会更多，毕竟逐利是资本的天性。
但电池到底还不是简单的东西，要在这个行业里能发展壮大，短期之内还要靠技术。
那么钒电池的技术难点主要包括哪些呢？今天就来说说，欢迎大家讨论。
钒电池的主要技术挑战可以分为几部分：1）电堆技术2）电解液技术3）系统集成技术（有点像废话，不过别着急，这样说比较清楚）电堆技术里面的技术挑战主要包括：1）密封技术。
这是做钒电池困扰很多人的东西。
按理说在燃料电池、氯碱、换热器等行业里面有很多成熟的密封方法和技术，做钒电池的密封不难。
但是别小看了这点东西，要把几十片面积上千平方厘米甚至几千平方厘米的单片电池集成到一起，还不发生任何的泄漏可不是容易的事情。
并且不是今天不漏，而是在10年之内任何时间、任何场景下都不能漏，这个要求就比较高了。
2）电极材料。
选取什么样的材料做电极也很关键，虽然相对来讲这个的难度低一些。
但是电极材料有很多种，它们的生产条件不一样，因此性能、寿命等都有区别。
如何选择还是有一定技术含量的。
3）双极板材料。
双极板不容易做，因为对双极板材料的要求很综合：面积、韧性、强度、导电性、价格。
要找到合适的双极板不是件容易的事情。
4）膜。
钒电池行业要发展，膜是必须解决的问题。
行业内大多数人现在只能选择杜邦的产品，但是最近东岳出了产品，应该有机会。
但毕竟国内就这么一家公司做，谁知道他们会不会定高价来最大化利润呢？这个世界没企业会当雷锋。
5）电解液流场分配。
钒电池的流场分配挑战没有燃料电池这么大，但是也有窍门。
流场分配不均匀，对电池的性能有挺大影响，并且要命的是可能对电堆寿命带来影响。
电解液技术的难点，主要就是回答一个问题：什么样的电解液有助于钒电池系统的长期稳定运行同时还具有足够的经济性？做钒电池的人都知道，电解液的配方非常关键。
钒电池面临的竞争(3)
钒电池面临的竞争（3）前两篇谈钒电池面临的竞争的文章，其实只是从技术特点的角度归纳了一下目前一些主要储能产品的特点，并非竞争分析。
本来想不再写关于竞争的话题，但是又怕上两篇博客引起误解而害人，因此今天再说说关于竞争的问题。
就像在第一篇说竞争的博客中说到的那样，竞争是个很大的话题，要写好真的不容易，内容也很庞杂。
今天的这篇博客，就当是为这个竞争话题收尾吧（当然你也可以当作未来无数话题的开头，因为说不定哪天我就会针对某个很具体的竞争问题写点东西，呵呵）。
产业链的竞争对于这个话题，只想拿钒电池、钠硫电池和磷酸铁锂电池这三种技术来说事。
产业链竞争有多重要？对于异质产品来说，产业链的竞争相当关键，因为在绝大多数情况下，你“不是一个人在战斗”，虽然不会“灵魂附体”，但是你的上下游伙伴有多强，往往决定了你能有多强。
看看眼花缭乱的IT行业大家就知道，一个高度发达的产业链，对于技术创新、成本下降有多重要。
钒电池的产业链在哪里？我还没看到一个有意识的产业链的形成。
从矿的开采、各种原材料的研发生产、电池产品的生产、各种配套产品的研发生产、集成商的参与、用户的互动等等这些方面，我甚至还没有看到这个产业链的雏形。
因此，这个产业里面企业的发展速度不会很快（有点武断，但是事实如此）。
钠硫电池的产业链在哪里？这个我还不太了解，但估计和钒电池类似，不同的是日本企业往往是以善于协作而闻名，也许在日本他们有精细的分工协作吧（纯属瞎猜的）。
磷酸铁锂电池的产业链比上面这两种技术的产业链那就发达得不止一个数量级了。
看看：开矿有西藏矿业等，正极材料有A123、斯特兰、杉杉、比亚迪等等，其他原材料包括膜、电解液、负极材料等等，哪里不是明星云集，就连封装工艺都有无数公司在做。
因此，我认为未来如果说成本下降和技术进步的速度，绝对是磷酸铁锂会最快。
钒电池会相对慢很多。
客户的争夺竞争要和具体的客户群甚至是具体的应用类型结合在一起才有意义。
每种电池都有属于自己的一片天地。
全钒液流电池析氢的问题
全钒液流电池是一种高效的储能系统，具有长寿命、高安全性、环境友好等优点。
然而，全钒液流电池在析氢过程中存在一些问题，主要包括反应动力学、溶解度限制、副反应、稳定性问题和成本问题。
本文将围绕这些问题展开讨论。
反应动力学全钒液流电池的反应动力学主要涉及电池内部发生的化学反应过程。
在全钒液流电池中，正极和负极电解液中的不同价态的钒离子通过电化学反应实现储存和释放电能。
然而，这些反应的动力学性能受到多种因素的影响，如反应机理、反应时间、温度和压力等。
为了提高全钒液流电池的反应动力学性能，科研人员正在不断探索新的反应机制，优化电极材料和电解液配方。
例如，通过采用纳米结构电极材料和优化电解液配方，可以显著提高全钒液流电池的充电和放电速率。
此外，适当提高温度和压力也有利于加快反应速率和提高电池性能。
溶解度限制在全钒液流电池中，钒离子在电解液中的溶解度对电池性能有重要影响。
然而，随着电解液中钒离子浓度的增加，钒离子的溶解度会逐渐降低。
这一现象称为溶解度限制。
溶解度限制会导致电池容量的降低和充放电效率的下降。
为了解决溶解度限制问题，科研人员正在研究新的电解液配方和电池设计。
例如，通过添加络合剂或改变电解液的pH值，可以增加钒离子的溶解度。
此外，采用多级循环系统也可以提高电解液的利用率和降低溶解度限制的影响。
副反应全钒液流电池在充放电过程中可能会发生一些副反应，如氧气还原反应和二氧化碳溶解反应等。
这些副反应会导致电池性能的下降和电解液的消耗。
为了减少副反应的影响，科研人员正在研究新型电极材料和电解液配方。
例如，通过采用高催化活性的电极材料，可以促进氧气还原反应的进行，减少对电解液的消耗。
此外，优化电解液配方也可以降低二氧化碳溶解反应的影响。
稳定性问题全钒液流电池的稳定性问题主要包括胀气、沉淀物形成和电池寿命等方面。
胀气是由于电解液中的气体未得到及时排放而引起的，会导致电池压力上升和性能下降。
沉淀物形成是由于电解液中的离子结晶或电极材料腐蚀等原因引起的，会堵塞电池内部通道和降低电池性能。
镍钒电池发展现状
镍钒电池发展现状
镍钒电池是一种新型的可充电电池，具有高能量密度、长循环寿命和较低的成本等优点，因而在能源存储领域受到了广泛关注。
目前，镍钒电池的发展已经取得了一些进展，但仍存在一些挑战。
首先，镍钒电池的能量密度相对较低，无法与其他高能量密度电池如锂离子电池相媲美。
这限制了其在一些应用领域的使用，如电动汽车等。
其次，镍钒电池的充放电效率较低，可用能量损失较多。
这导致其能量利用率不高，限制了其循环寿命和续航能力。
此外，镍钒电池还存在着材料稳定性和安全性等方面的问题。
其中，钒的高价和稀缺性是制约镍钒电池规模化生产的重要因素之一。
尽管目前还存在一些挑战，但科研人员积极探索镍钒电池的改进和优化方法。
例如，研究人员正在尝试改善镍钒电池的电解液和电极材料，以提高其能量密度和充放电效率。
同时，寻找替代钒材料也是一个重要的研究方向，以降低成本并增加资源可持续性。
总的来说，镍钒电池作为一种可充电电池技术，在能源存储领域有着广阔的应用前景。
虽然目前还存在一些技术和经济上的限制，但随着科研力量的不断投入，相信镍钒电池的发展势必会得到进一步的推进和突破。
钒电池专家交流核心纪要
钒电池专家交流核心纪要1、钒电池优点：1）功率和容量独立；2）可以100% DOD深度充放电，充放电循环16000次以上（电解液纯度高一点，配套好一点的膜能超过30000次），基本没有衰减；3）热管理方便，不需要加热，BMS非常简单；4）安全环保，无爆炸起火风险。
2、钒电池缺点：钒电池里钒基本占了一半的成本；体积比较大，相同电量是锂电池体积的几倍，小型化比较困难；反应比锂和钠离子电池慢（从冷机状态直接到满功率输出，对于钠离子电池和锂离子电池是毫秒级，钒电池要分钟级）；电流特别大，需要一个换流的PCS。
3、钠离子电池优缺点：钠离子电池可能还有两年吧，将来一定是大有可为，作为锂电池的一个中低端的替代势头已经出现了。
钠离子电池最大的优势在成本低，但钠离子电池和锂离子一样也是摇椅电池，长时间储能的话就必须要非线性的叠加。
就比如说四个小时的系统是一个集装箱，但你要八个小时系统，就没法只再加一个集装箱，肯定要加一个半集装箱才能够稳定8小时，它后面会造成很大的损耗。
（专家个人观点）4、钒、锂、钠电池成本对比：到极值的话，锂电池的成本可以降到0.7-0.8元/WH，钒电池极限可能在2块钱，不如锂电池。
但LCOE，钒电池具备优势。
我们按20年，每天两充两放，稳定工况，一年工作300天的状态下，锂电池度电成本是0.5毛钱/度电左右，因为它中间可能要换2-2.5次的这个模组；而钒电池不用换，钒电池基本上在0.2元左右/度电。
钠电池推算LOCE能做到0.3元。
5、未来市场份额：我们能看到国家政策对于安全性的要求在不停的提高。
中国的特色是风光大基地，在野外还有三北地区配合风电光伏，钒电池是有优势的。
除了抽水蓄能以外的市场，锂离子电池甚至超过50%，30%左右是将来的钠电池，10%左右的是钒电池（现在是百分之0.2%不到），剩下的是其他的电池。
（专家个人观点）6、行业发展：电解液都完成国产化，离子交换膜呢，过去主要用美国杜邦和日本东丽膜，像国内的东岳、杭州福斯特都可以做出来，未来5年左右基本上实现大规模的国产化应该也不是难题。
《全钒液流电池安全要求》
全钒液流电池安全要求1. 引言全钒液流电池是近年来兴起的一种可再生电池，具有高效、长寿命、可靠性好等优点，被广泛应用在储能领域。
但是，随着全钒液流电池的应用范围扩大，其安全问题也受到越来越多的关注。
因此，制定全钒液流电池的安全要求具有重要意义。
2. 全钒液流电池的安全问题全钒液流电池的安全问题主要涉及以下几个方面：2.1 电池内部安全电池内部的安全主要表现为电极材料的失效、电解液泄漏、温度过高等。
针对这些问题，需要研究电池的材料和结构，尽可能减少电池内部故障的发生。
此外，加强电池温度监测、控制和管理，能够有效降低电池内部事件发生的概率。
2.2 电池外部安全电池外部的安全主要表现为过电压、过电流等安全问题。
在设计电池使用过程中，需要采用合适的电路保护措施，确保电池的工作稳定可靠。
此外，需要对电池的使用场景进行充分考虑，防止因外力破坏等因素导致电池发生事故。
2.3 电池的物理环境安全电池的物理环境安全主要表现为防火、防爆等安全问题。
针对这些问题，需要在电池方案设计中进行详细的考虑，采用合适的材料制作电池的外壳，确保电池不易受到外部环境的影响。
3. 全钒液流电池安全要求基于上述全钒液流电池的安全问题，提出下列安全要求：3.1 内部安全要求•电池内部需要采用可靠的材料和结构，确保电池内部不易发生故障。
•需要加强电池温度监测、控制和管理，确保电池不会因温度过高而发生事故。
3.2 外部安全要求•电池需要采用合适的电路保护措施，确保电池的工作稳定可靠。
•需要对电池的使用场景进行充分考虑，防止因外力破坏等因素导致电池发生事故。
3.3 物理环境安全要求•电池的外壳需要采用防火、防爆材料，确保电池不易受到外部环境的影响。
•需要对电池的放置状况进行详细考虑，避免因为电池摆放不当导致电池发生事故。
4. 结论全钒液流电池安全问题是储能领域中的关键问题，必须引起足够的重视。
本文提出了全钒液流电池的安全问题以及相应的安全要求。
钒电池缺点
钒电池缺点
钒电池缺点
全钒液流电池说明这个电池用的钒金属的状态，正极、负极都是钒，这个状态可以流动起来的，所以叫全钒液流。
那么，钒电池缺点呢？和您一起去了解一下吧！
钒电池缺点有哪些？
钒电池存在的技术问题主要有两个：
第一，钒电池正极液中的五价钒在静置或温度高于45摄氏度的情况下易析出五氧化二钒沉淀，析出的沉淀堵塞流道，包覆碳毡纤维，恶化电堆性能，直至电堆报废，而电堆在长时间运行过程中电解液温度很容易超过45摄氏度。
第二，石墨极板要被正极液刻蚀，如果用户操作得当，石墨板能使用两年，如果用户操作不当，一次充电就能让石墨板完全刻蚀，电堆只能报废。
在正常使用情况下，每隔两个月就要由专业人士进行一次维护，这种高频次的维护费钱、费力。
钒电池的控制技术
钒电池的控制技术(2010-04-21 21:04:07)转载标签：钒电池控制杂谈分类：钒电池技术先说题外话。
一个匿名的朋友留言批评说我太狂妄，呵呵，抱歉，我会仔细反省，去掉狂妄的部分。
同时多谢指正。
钒电池的控制技术往往是很多人忽略的部分，但事实上控制系统对于钒电池的长期稳定运行来说，那是相当的关键。
做钒电池的人可能都知道，钒电池里面有很多因素是需要控制的。
具体的控制参数，每个企业可能都有不同的看法，在此仅总结一下一些零散的要点。
钒电池系统里面可能需要控制的因素包括：1）电解液的温度。
大家都知道电解液温度过高和过低都会给钒电池系统造成不可恢复的影响，因此，控制电解液的温度对于整个系统的安全稳定而言，至关重要。
2）充电电压。
钒电池的充电电压需要控制，原因就是为了避免过充。
过充带来的后果就是沉淀和析氢等副反应，整个系统几乎无法修复，因此必须要严格控制过充。
大家在公开资料上是可以找到一些内容的。
3）电解液的流量。
电解液的流量控制之所以重要，主要是从系统效率层面上考虑（流量过大造成泵消耗大）和系统安全上考虑的（流量过小）。
至于什么流量最合适，那就看您的电池如何设计的了。
4）流量分配。
这个主要针对多堆系统而言。
如果在一个多堆系统中，各电堆获得的流量非常不均匀的话，您的这个系统有可能算是白做了。
5）其他。
其他的还有一些因素，对于系统的安全性、稳定性等等都很重要，也需要控制。
从各种文献和专利当中，是可以获得一些启发的。
其实对于控制而言，知道控制哪些因素只是比较基本的，知道如何量化控制条件才是体现对钒电池系统理解的关键，最终如何实现这些控制，对高度发达的电子行业来说，相对就简单多了。
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钒电池的相关问题
∙全钒液流氧化还原电池（VRB-ESS）的工作原理？
∙VRB-ESS储能系统能够实现兆瓦级储能需求且储存时间可以长达数天，它能够接受多种电力来源包括电网、可再生能源或者柴油发电机，并可以将所存储的能量回馈到电网或供负载输出。
它的充放电速率很快，因此可以作为UPS使用，同时还可以提供无功补偿。
∙VRB-ESS系统的产品规格是如何来划分的？
∙普能公司是目前唯一一家能够提供全系列钒电池储能系统的企业，包括两种主要规格：
用于电信基站的小型VRB-ESS系统，产品功率为5kW（多小时）
用于电网的大型VRB-ESS系统，产品功率可达10MW（多小时）
客户可以根据需要定制功率模块与储能模块。
∙钒电解液的能量密度如何？
∙根据应用需求的不同，钒电解液能量密度的范围是15Wh/L-25 Wh/L，这是实际应用指标，而不是理想状态的理论值（理论值为28Wh/L-43 Wh/L）。
∙钒电池的功率密度是多少？
∙钒电池的功率密度取决于系统电堆和电解液的属性，大型系统的功率密度为100-150W/kg，小型系统功率密度约为80 W/kg.
∙钒电解液会发生自放电吗？
∙钒电解液一旦充电完毕将在电堆内循环流动且自放电率极低，如果将电堆在充电后独立保存将不发生自放电现象。
∙如果要钒电池放出1小时的电那么需要对它充电多长时间？
∙钒电池的充放电时间几乎相同，钒电池系统循环效率为65-75%，实际具有最优经济价值的充放电速率为1.7:1。
∙钒电池对于突发事件的响应事件有多快？
∙对于诸如电压跌落或电机启动等毫秒级事件的瞬时响应是钒电池的标准能力，因此它可用做UPS。
在直流电的应用中，它能够提供瞬时反应，而不像燃料电池一样需要桥接设备。
∙钒电池占地面积多大，它的组件重量有多少？
∙VRB-ESS系统的一个特点就是能够将电解液储液罐与电堆、电子设备独立设计，这就使得系统设计更具灵活性，能够最大限度地利用空间。
系统中占地最大的部分是电解液储液罐，其体积是由能量密度决定的，可以基于此来设计系统。
∙钒电池的使用寿命有多长？
∙VRB-ESS系统中电解液能够在100％DOD条件下实现无数次充放电而不会有大幅衰减，系统的预期寿命在10年以上，并可以通过更换电堆来延长其使用寿命。
钒电解液能够重复使用并保值。
∙钒电池系统建设周期有多长？
∙对于兆瓦级的钒电池系统，从订购要调试运行的交付事件约为8个月。
小型系统的交付周期不超过3个月。
∙钒电池的运维成本是多少？
∙VRB-ESS系统中只有两个可移动的部件——泵，使用寿命为5-7年；其它所有运维成本主要发生在每两年的定期检查费用。
钒电池的可靠性极高，我们计算得出实际运维成本为0.008美元/kWh。
∙风电场储能的钒电池如何来配置？
∙在为风电场配置钒电池方面一般需要按照风电池额定功率的15-20％来配置相应规格的钒电池系统，这样能够平滑90％的输出。
储能时间则由电价、浪费能源成本、低风速周期和经济性等多种因素来确定。
钒电池能够提供短时脉冲来捕捉溢出风并平滑波动，而这是其它技术所不能实现的。
钒电池还可以提供连续的无功补偿从而省去静态补偿装置。
∙钒电池可以与光伏发电系统配合使用吗？
∙当然可以，钒电池系统的灵活性使得可以将钒电池系统通过充电控制器与光伏直流母线直接连接，从而实现储能的功用。
∙钒电池系统的处置问题？
∙VRB-ESS系统主要由四部分组成：
A．总体构架（支架结构、PVC管路、泵、阀门、控制器件）
B．PCS
C．电堆
D．电解液及储液罐
VRB-ESS系统达到使用寿命之后，电解液可以完全回收重复使用或提钒。
总体架构与储液罐由于与电解液中硫酸接触可以被用于低质废弃材料处理，这是成熟的处理工艺就可以完成的。
电堆可以由普能公司回收用于重新制造。
PCS和电压器可以用于普通电子设备处理。