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《“十四五”新型儲(chǔ)能發(fā)展實(shí)施方案》提出要加快重大技術(shù)創(chuàng)新示范，加快釩液流電池、鐵鉻液流電池、鋅溴液流電池等產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。

其中，全釩液流電池儲(chǔ)能技術(shù)本質(zhì)安全、設(shè)計(jì)靈活、成熟度高，是雙碳戰(zhàn)略下國(guó)家電力系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能領(lǐng)域首選的電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)路線。在政策走實(shí)、產(chǎn)業(yè)鏈成熟化、規(guī)模效應(yīng)顯現(xiàn)等因素下，全釩液流電池市場(chǎng)滲透率將逐步提升，逐漸發(fā)展成為儲(chǔ)能賽道的明日之星。

今天讓我們跟隨著閆淵博士一起來(lái)了解全釩液流電池。

什么是全釩液流電池

全釩液流電池概念介紹

全釩液流電池是一種儲(chǔ)能設(shè)備，其中包含兩種不同價(jià)態(tài)的高純度釩電解液。電解液存儲(chǔ)在儲(chǔ)罐中，通過(guò)磁力泵輸送到電堆中，進(jìn)行反應(yīng)后再輸送回儲(chǔ)罐。電池的放電過(guò)程中，兩種電解液在電堆中經(jīng)過(guò)氧化還原反應(yīng)，產(chǎn)生電能。充電時(shí)，相反的反應(yīng)將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。

全釩液流電池工作原理

全釩液流電池的正極電解液為含有4價(jià)釩離子和5價(jià)釩離子的溶液，負(fù)極電解液為含有2價(jià)釩離子和3價(jià)釩離子的溶液。通過(guò)電解液中不同價(jià)態(tài)釩離子在電極表面發(fā)生氧化還原反應(yīng)，完成電能和化學(xué)能的相互轉(zhuǎn)化，實(shí)現(xiàn)電能的存儲(chǔ)和釋放。釩電池由于電堆和儲(chǔ)液罐采用物理分立，電池的功率和容量可以獨(dú)立配置，因此自放電衰減極低。同等功率下放電時(shí)間越長(zhǎng)，單位成本越低，經(jīng)濟(jì)效應(yīng)越好。

全釩液流電池產(chǎn)業(yè)鏈

全釩液流電池產(chǎn)業(yè)鏈可分為上游原料、中游制造以及下游應(yīng)用三個(gè)環(huán)節(jié)。

上游原料主要包括五氧化二釩和全氟磺酸膜等。

中游制造由逆變器、智能控制器、電堆、隔膜、電解液、儲(chǔ)罐等部分構(gòu)成，其中最核心部件是電堆和電解液。

下游應(yīng)用包括風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電、電網(wǎng)調(diào)峰等。

全釩液流電池有哪些特點(diǎn)

全釩液流電池的優(yōu)點(diǎn)

全釩液流電池具有許多優(yōu)點(diǎn)。首先，它們具有較長(zhǎng)的壽命和高的循環(huán)穩(wěn)定性，可以進(jìn)行20000次以上有效充放電循環(huán)。其次，全釩液流電池不含易燃、易爆的材料，具有較低的火災(zāi)和爆炸風(fēng)險(xiǎn)，因此具有更高的安全性，尤其在大規(guī)模能量存儲(chǔ)應(yīng)用中更受青睞。此外，全釩液流電池對(duì)環(huán)境友好，全釩液流電池采用可再生材料和水系釩電解液制造并且具有較好的循環(huán)利用性，這使得它更環(huán)保和可持續(xù)，有助于減少對(duì)有限資源的依賴。

全釩液流電池的限制

首先，由于其大規(guī)模應(yīng)用仍處于發(fā)展階段，因此全釩液流電池的成本較高。其次，電解液的濃度范圍受到限制，從而限制了其能量密度。此外，釩電池需要流體機(jī)械驅(qū)動(dòng)，會(huì)帶來(lái)一些能量損耗，這可能導(dǎo)致一些能量損失。

全釩液流電池的研究和發(fā)展方向

關(guān)于全釩液流電池的研究仍在進(jìn)行中，以進(jìn)一步優(yōu)化其性能和減少成本。目前，研究人員致力于改進(jìn)電解液的電導(dǎo)率以提高儲(chǔ)能效率，并尋找廉價(jià)的材料替代高純度釩。此外，改進(jìn)電池的尺寸和重量以適應(yīng)不同應(yīng)用場(chǎng)景也是研究的重點(diǎn)。

原標(biāo)題：林源電力液流儲(chǔ)能研究院院長(zhǎng)深度解讀全釩液流電池技術(shù)