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我国钒电池工业化发展

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中国工程物理研究院从1995年率先在国内开始钒电池的研制。
先后研制成功了20W、100W、500W的钒电

我国钒电池工业化开展



我国工程物理研讨院
从1995年率先在国内开端钒电池的研制。


先后研制成功了20W、100W、500W的钒电池样机,在钒电池的要害技能上有所突破,填补了国内空白。


成功开发了四价钒溶液制备、导电塑料成型及批量生产、中型电池组安装和调试等技能。


1998年,500w的钒电池样机用于电瓶车的驱动。现已研宣布800W的产品样机。


首要参数如下: 单体数:10个 电极面积:784cm2; 单体电池厚度:13mm;


电解液浓度:1.5M VOSO4+2M H2SO4;电解液量:10L;理论容量:200Ah;


最大充电电流:80A(电流密度102mA/cm2);


充电电压(50%充电状况):40A充电电压为15.0V,80A充电电压为16.5V;


充电容量:40Ah;最大放电电流:80A(电流密度102mA/cm2);


放电电压(50%放电状况):40A放电电压为11.5V, 80A放电电压为10V;


放电容量:30Ah;充放电运用率:≥80%;电堆最大功率:≥800W。


大连化学物理研讨所


研讨开发的全钒液流储能电池演示体系,自2007年7月6日以来已主动无故障接连运转105天,超越2500小时。该演示体系由千瓦级电池模块、体系控制模块和LED屏幕三部分组成。运用该体系可完成运用储能电池贮存夜间电能,在日间对LED屏幕进行供电的进程。电池的能量功率为87%,截止现在未见衰减。
      全钒液流储能电池是一种电能贮存设备,首要由电池模块、电解质溶液和电解质贮存运送体系、以及控制体系等三个部分组成。电池模块由数十至数百节单电池依照压滤机办法拼装而成。正、负极电解质溶液别离贮存在两个储罐中,别离由泵驱动流经电池的正极和负极,进行电化学氧化和复原反响,完成充、放电进程。每个电池模块的输出功率由电极的面积和单电池的节数决议;通过对电池模块进行串、并联完成电池体系的方针输出功率。体系的储能容量由电解质溶液的量决议。因而,电池体系的输出功率和储能容量可独立规划。与其它化学储能技能比较全钒液流储能电池在规划储能方面具有共同的优势:能量功率高;蓄电容量大,可达百兆瓦时;容量和功率彼此独立,体系规划灵敏;电池的可靠性高,可深度放电;体系选址自在;电池的大部分部件资料可循环运用;体系运转和维护费用低;特别是具有运转安全和环境友好的长处。因为在本钱、功率和安全等方面具有杰出的长处,因而是大规划储能技能的首选之一。
      我所全钒液流储能电池的研讨工作得到了国家科技部“863”高技能方案、博融(大连)工业投资公司、以及大连市经委的经费支撑。除上述开展外,咱们还在电池储能容量衰减机理的研讨,进步电池容量的安稳性,以及大功率电池模块结构的规划和优化等方面均获得开展。最近,咱们研制的第三代5千瓦级电池模块的充、放电能量转化功率超越80%。


其在2006年3月29进行了十千瓦钒电池判定


3月29日在大连通过了由科技部安排的专家组检验和辽宁省科技厅掌管的成果判定。
         与会专家共同以为,研制的全钒氧化复原液流储能电池的额外输出功率到达10.1千瓦,最大放电功率达23.9千瓦,体系运转安稳,能量功率80.4%。准时超额完成了项目使命书规则的查核方针,该技能到达国内抢先、国际先进水平。
         据专家介绍,我国大规划运用太阳能、风能等可再生动力将进入一个新的开展时期。风能、太阳能等可再生动力发电具有不安稳和不接连的特色,需求开发和建造配套的电能贮存(蓄电)设备或电站来确保发电、供电的接连性和安稳性,研讨高效储能技能,完成动力多样化成为当今科学家研讨的严重课题。
         针对国家需求,在上个世纪90年代末研讨了铁-铬液流储能电池。2000年以来,又开端了多硫化钠/溴液流储能电池及全钒液流储能电池的研讨开发,通过国家“863”后续动力范畴的支撑,在电极规划制备、双极板规划制备、电解质溶液分配、电池组共用管道规划、电池拼装及体系规划与集成技能等方面获得严重开展,成功地开宣布10千瓦级全钒液流储能电池体系 。



简评:上述这两家在钒电池研讨中都获得了相应的开展,但是在工业化进程中,产品的安稳性和可靠性是其面对最重要的问题,这也是这两家迟迟没有推出正式产品的原因,当然,这也与这两家单位本身的科研性质有关。


北京普能世纪科技有限公司


  钒电池技能研讨的首要趋势与使命是:针对方针使用的技能要求,进行要害技能攻关,推进工业化使用。因为V(V)离子所具有的特别氧化性,资料技能成为钒电池开展的要害。



      (1)电极资料:要求具有安稳性、大的比表面积和电化学活性。Pt, Au, TI上镀氧化铱用作电极,安稳性和活性俱佳,但本钱过高。聚丙烯腈(PAN)石墨毡的技能性、经济性较好,是钒电池的干流电极资料。而与石墨毡电极合作的集流体,与电解液直接触摸,承载较大的电流密度,对导电性和耐腐蚀性要求较高。石墨板作集流体,机械强度低,且易产生溶胀剥层。碳/聚合物导电复合资料具有杰出的机械功能和导电性,显现了较好的使用远景,但导电性随运用时间衰减,亟待进一步研讨改善。
 
      (2)隔阂资料:Nafion系膜资料的化学安稳性好,但价格昂贵,且水渗透性等功能不行抱负。以价格较低价的国产化产品隔阂进行改性处理,是较可行的技能出路,现现已开发了具有实践含义的技能。
 
      (3)电解液:由VOSO4直接溶解制造,不具经济含义。由V2O3氧化制备的本钱亦过高。较实践可行的制备办法首要是根据V2O5的复原溶解,包含化学法和电解法。化学法产率低,所参加的添加剂难以除掉,影响电极反响。现行的电解法制备速度和电流功率低,难以习惯工业化开展。这两种办法都需求进一步的实用化研讨。
钒电池的研制首要分为电堆集成技能、要害资料研制以及电解液制备技能。普能公司通过不断尽力,在上述三方面都已获得严重成果,占有了国际抢先地位。
 
      电堆集成方面,普能公司已规划和研制了系列化的50W~5kW钒电池样机,样机密封性好,加工安装工艺简捷。公司已请求专利:一种大功率液流电池设备的电堆结构,专利请求号:200710105754.3。
 
      要害资料研制方面,普能公司研制开发了具有较大比表面和较高机械强度的电阻率小于0.1Ωcm的多孔陶瓷电极资料。普能研制团队研制的塑料+导电物质的双极板资料,导电功能好,机械强度高,选用与电极框同类的资料便于密封;电导率在15 siemens以上。
 
      钒电解液制备方面,普能公司具有从石煤矿直接提取钒电解液的技能,并已请求国家专利:一种从石煤制备钒电池用高纯度电解液的办法,专利请求号:200710122837.3。
 
简评:普能公司是我国第一家致力于钒电池储能技能的企业,在旗下相对集我国内钒电池研制的人员,对钒电池工业化在国内的推进起了十分活跃的效果,是钒电池工业中最具潜力的公司之一。
 
 
清华大学
 
北京科技大学
 
中南大学
上述三所院校也对钒电池进行研讨的报导,关于钒电池在某些范畴的技能推进有活跃的含义。

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