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钒电池的运行优势

2023.4.25

钒电池的运行优势

1)安全性好

钒电池使用的正、负极电解液均为极不易燃的无机水溶液(后面章节会重点介绍),有多安全呢?即使正、负极电解液意外发生混合也不用担心。大家都是钒离子家族(正极电解液为5价钒和4价钒,负极电解液为3价钒和2价钒),不可能“大打出手”的。

那有人要问了,电池运行过程中温度过高怎么办?确实,和锂电池、钠离子电池等一样,钒电池在充放电过程中也会在产生热量。不过钒电池在充放电过程中,电解液是循环流动的,电堆内部产生的热量很容易就可以通过输送管路上的热交换器散热。

正因如此,钒电池的热管理系统成本也低,设计和维护方便。一般采取直冷或空冷的方式进行热管理,类似汽车发动机舱内的冷却系统。当电解液温度上升到一定程度时,冷却系统即启动,从而保持电池系统运行在最高效的温度区间。

2)电池一致性好

对于单个电池,比如手机内置电池或两轮电动车,不用过多考虑电池均一性,但如果是大量电池串联组成的电池包系统,电池一致性可就成为重要指标。

一般情况,一辆使用方形电池包的电动车上有一百多个电芯,而特斯拉用的圆柱电池更是有上千个电芯。随着电池充放电的运行,单个电池的内阻、荷电状态、温度等均会发生不同程度的变化,导致差异性逐渐变大,使得电池系统安全、可靠运行风险增大。所以锂电池企业也在制造过程不断提高电池在出厂时的一致性。

对于钒电池,电解质溶液始终是循环流动的,正负极电解液从各自的储罐容器中抽出,最后进入到电堆时自然具有相同的状态,天生就具备不错的一致性。

3)使用寿命长

先直接抛出结论,钒电池很长寿。具体是怎么实现的呢?因为钒电池的电解液在充放电时不像其它多数电池一样发生物相变化(注:不会生成新的物质,始终都是钒离子,只不过是不同价态),电池容量的损耗就很少,所以钒电池的寿命往往能超过十年。

期间当电池使用较长时间,其性能下降之后,可以通过修复电解液活性来恢复一定的性能。如果最后钒电池系统寿命到期,电解液还是不会浪费,既可以应用到新的电池系统中,也可以作为钒资源进行提纯加工,最终实现电解液的循环利用。


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