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你知道液流电池有几种吗?
发布时间:2024.10.12 浏览次数:16

全钒液流电池:

全钒液流电池(VRB,也常简称为钒电池)于1985年由澳大利亚新南威尔士大学的Marria Kazacos提出。作为一种电化学系统,钒电池把能量储存在含有不同价态钒离子氧化还原电对的电解液中。具有不同氧化还原电对的电解液分别构成电池的正、负极电解液,正、负极电解液中间由离子交换膜隔开。通过外接泵把溶液从储液槽压入电池堆体内完成电化学反应,反应后溶液又回到储液槽,活性物质不断循环流动,由此完成充放电。

锂离子液流电池:

锂离子液流电池主要由电池反应器、正极悬浮液存储罐、负极悬浮液存储罐、液泵及密封管道等组成。其中,正极悬浮液存储罐盛放正极活性材料颗粒、导电剂和电解液的混合物,负极悬浮液存储罐盛放负极活性材料颗粒、导电剂和电解液的混合物。电池反应器是锂离子液流电池的核心,其结构主要包括:正极集流体、正极反应腔、多孔隔膜、负极反应腔、负极集流体和外壳。锂离子液流电池工作时使用液泵对悬浮液进行循环,悬浮液在液泵或其他动力推动下通过密封管道在悬浮液存储罐和电池反应器之间连续流动或间歌流动,流速可根据悬浮液浓度和环境温度进行调节。

锌溴液流电池:

锌溴液流电池是液流电池的一种,属于能量型储能,能够大容量、长时间地充放电。锌溴液流电池中国已经通过自主创新成功研发出第一台锌溴液流储能系统,实现了锌溴电池的隔膜、极板、电解液等关键材料自主生产。

锌铈液流电池:

锌铈液流电池是由Clarke在2003年提出来的,他们声称,该储能系统的容量可达250000kW▪h以上,开路电压为3.33 V。锌铈液流电池以Ce3+/Ce4+为正极活性电对,ZnO/Zn2+为负极活性电对。正负极电解液分别储存在两个不同的储液罐里。

锌镍液流电池:

2007年,程杰等人提出锌镍单液流电池。高浓度的锌酸盐溶解在浓碱中作为支持电解液。充电时,锌酸盐中的锌被还原,电沉积在负极上,同时Ni (OH)2在正极上被氧化为NiOOH,放电时,发生相反的反应。

铅液流电池:

为避免双液流电池的诸多缺点,英国的Pletcher教授及其研究课题小组在对传统铅酸电池进行深入认识的基础上,于2004年提出了一种全沉积型的单液流电池体系,并针对该单液流电池体系开展了一系列深人的研究。该电池体系采用酸性甲基磺酸铅(I) 溶液作为电解液,正负极均采用惰性导电材料(碳材料)作为电极基底。充电时电解液中的Pb2+在负极发生还原反应生成金属Pb并沉积在负极基底上;同时Pb2+也在正极发生氧化反应生成PbO2并沉积在正极基底上。由于在一定的温度范围内,电沉积生成的活性物质Pb和PbO2均不溶于甲基磺酸溶液,因此该液流电池体系不存在正负极活性物质相互接触的问题,所以不需要使用离子交换膜,甚至连单沉积液流电池中的通透性隔膜也不需要,所以也不存在使用两套电解液循环系统的问题。这些都大大降低了液流电池的成本,使得全铅液流电池在储能电池领城有着非常光明的应用前景。

铁铬液流电池:

最早的液流储能电池概念于1974年由Thaller首次提出,它是利用Cr3+/Cr2+电对中Cr2+的还原性和Fe3+/Fe2+电对中Fe3+的氧化性,在由质子交换膜隔离开的酸性Cr3+电解液与酸性Fe2+电解液里进行电化学氧化还原反应。该液流电池以Fe2+/Fe3+电对作为充放电过程中正极电化学反应电对,以Cr3+/Cr2+电对作为充放电过程中负极电化学反应电对时,充放电过程中恒流泵推动电解液分别在正负极半电池和与其对应的电解液储罐之间形成的闭合回路中循环流动。

多硫化钠/溴液流电池:

多硫化钠/溴液流电池(Sodium Polysulfide/Bromide Redox Flow Battery,PSB)最早是由美国乔治亚理工学院的Remick和Ang在1984年提出的。但是直到90年代初期Regenesys公司才开始重视研究开发出可实际应用的多硫化钠/溴液流电池。并且先后开发出个、十、百三个千瓦级的电池组。该液流电池体系分别用NaBr和Na2S2作为正负极电解液,钠离子交换膜作为隔膜组成液流电池系统。该液流电池的开路电压为1.74V左右,其能量密度可达20-30W▪h▪L。多硫化钠/溴液流电池在充电过程中,正极电解液中的Br-在正极电极表面发生氧化反应生成Br2单质,同时负极的活性物质多硫化钠中S元素被还原,在整个电化学反应过程中,正极电解液中的Na+通过钠离子交换膜迁移至负极;而液流电池在放电过程中,则发生与充电过程互逆的电化学反应,与此同时,负极电解液中的Na+又通过钠离子交换膜迁移向正极。

锌铁液流电池:

锌铁液流电池由于安全、稳定、电解液成本低等优点成为电化学储能热点技术之一。锌铁液流电池电解液可以在很宽的pH范围内工作。因此,根据电解液酸碱性的不同,锌铁液流电池可以分为碱性、酸性和中性锌铁液流电池三类。