因氣候變暖，開始向低碳化轉(zhuǎn)型。儲(chǔ)能作為低碳過程中不可或缺的一環(huán)，近兩年來發(fā)展飛速。目前主要的儲(chǔ)能電池是鋰離子電池，但由于鋰電池原材料價(jià)格逐漸離譜，資本將目光轉(zhuǎn)向了性質(zhì)優(yōu)良的液流電池。

釩電池發(fā)展歷程

液流電池有非常豐富的發(fā)展歷程，早是美國NASA在1973年開始研究，當(dāng)時(shí)的研究體系主要是Fe(3+)/Cr(2+)電對;

1976年，研究學(xué)者發(fā)現(xiàn)釩可以作為液流電池的活性物質(zhì);1958年，學(xué)者們在理論上證明了釩電池的可行性，次年，全釩離子氧化還原液流電池正式問世，并獲得專利。

隨著研究學(xué)者的不斷深入研究，有關(guān)釩電池電極、電解液、隔膜等的文章層出不窮。釩電池優(yōu)勢及缺點(diǎn)逐漸被人們所認(rèn)知。

釩電池相較于其他儲(chǔ)能電池有以下優(yōu)點(diǎn)。首先是電池容量與輸出功率相對獨(dú)立，電池容量只取決于電解液濃度與電解液的多少，輸出功率則取決于電堆的大小;其次釩電池充放電只有釩離子價(jià)態(tài)的變換，可實(shí)現(xiàn)深度放電;同時(shí)只有一種離子發(fā)生反應(yīng)，無其他干擾，理論壽命是的;當(dāng)釩電池系統(tǒng)關(guān)閉時(shí)，電池?zé)o自放電現(xiàn)象，響應(yīng)速度快，可實(shí)現(xiàn)瞬間充電，且無隱患;后是電池的回收處理相較于其他電池更簡單方便，對環(huán)境無危害。

缺點(diǎn)也很明顯，釩電池目前能量密度低，僅能達(dá)到40Wh/kg，與一線鋰離子電池相差十倍不止;釩電池成本相較于鐵鋅等其他液流電池來說要高很多，且占地面積大，工作溫度區(qū)間狹窄，限制了釩電池的應(yīng)用領(lǐng)域。

釩電池原理及材料

釩電池主要由電解液、電極、選擇性質(zhì)子交換膜、雙極板和集流體組成。

其中又以電解液所占成本比例高，能達(dá)到50%。正負(fù)極電解液的主要成分是不同價(jià)態(tài)的釩離子硫酸溶液，在工業(yè)領(lǐng)域，電解液關(guān)鍵的原料為五氧化二釩，而五氧化二釩的來源，目前國內(nèi)主流是從釩鈦磁鐵礦煉鋼過程中產(chǎn)生的釩渣中提取五氧化二釩。

目前釩電解液制備方法主要有三種：物理溶解法、化學(xué)還原法、電解法。

其中物理溶解法是采取硫酸直接溶解高濃度的硫酸氧釩固體值得;

化學(xué)還原法則是采用單質(zhì)硫、亞硫酸等還原劑在條件下將五價(jià)釩還原成四價(jià)或三價(jià)釩;

電解法是目前主流的制備方法，以五氧化二釩為原料，在硫酸中制得，運(yùn)行溫度一般為零下5℃至50℃。

此外，在電解液中加入一些添加劑也會(huì)影響電解液性能。如加入甲磺酸、甘油、正丙醇等添加劑均可提升電解液能量效率或能量密度。

在電極領(lǐng)域，釩電池電極主要有碳素類電極、金屬類電極與復(fù)合電極。其中碳素電有穩(wěn)定性強(qiáng)、耐腐蝕、導(dǎo)電性好、成本低等特點(diǎn)，但電化學(xué)活性差，有待進(jìn)一步改進(jìn)。