Was sind die Vorteile von Vanadiumbatterien gegenüber Lithiumbatterien? Können Lithiumbatterien in Zukunft ersetzt werden?

Vanadium-Flow-Batterien sind nach 20 Jahren Entwicklung eine Art ausgereifterer Energiespeichertechnologie. Ihre Anwendungsrichtung ist in erster Linie eine neue Energie des elektrischen Feld- und Netz-MWh-Level-Energiespeichers. Und hauptsächlich die mobile Stromversorgung von Lithiumbatterien im Vergleich zu Ihre Beziehung wie Löffel und Turner ist kein alternativer Raum zueinander. Alle Hauptkonkurrenten von Vanadium-Durchflussbatterien sind großtechnische Energiespeichertechnologien wie hydraulische Energiespeicher, Druckluftspeicher, Durchflussbatterien und andere Systeme.

Vanadium-Flow-Batterien Im Vergleich zu lithium-batterien gibt es drei Hauptvorteile:

Eine bequeme Waage. Ein System kann Ihre Gefriertruhe so groß machen, kann auch Ihr Umspannwerk in Ihrem Heimatdorf, Strom reicht aus, wenn Sie einen Tag bis zu einem Jahr zu Hause sind. Überlegen Sie, wie Sie entwerfen sollen, wie Sie entwerfen sollen.

Zweitens lange Lebensdauer. Sie können auch ein halbes Jahrhundert verwenden.

Drittens ist die Sicherheit gut. Angesichts des Tabus von Lithium-Ionen-Batterien mit großem Strom und Ladungsentladung ohne Druck und ohne Explosion.

Problem ist hauptsächlich ein:

Die Energiedichte ist niedrig. Versuchen Sie nicht, sie auf Ihrem Telefon zu verwenden, das Elektroauto hat auch nicht das erwartet.

Vanadium-Flow-Batterien sind nach 20 Jahren Entwicklung eine Art ausgereifterer Energiespeichertechnologie. Ihre Anwendungsrichtung ist in erster Linie eine neue Energiespeicherstation mit elektrischem Feld und MWh-MWh-Niveau. Und im Vergleich zu Lithiumbatterien hauptsächlich mobile Energie. Ihre Beziehung ist wie bei Löffeln und Turner, kein alternativer Raum zueinander. Der Hauptkonkurrent aller Vanadium-Flow-Batterien ist eine groß angelegte Energiespeichertechnologie wie hydraulischer Energiespeicher, Druckluftspeicher, Flow-Batterien und andere Systeme.

Ein Markt

In den Bergen gibt es ein Dorf namens Litsun, eine Bergstraße weit weg von Elektrizität. Vor einigen Jahren, um Deckung zu erhalten, passen Sie zum Generator, aber Diesel ist immer noch sehr gut. Nachdem die Sonne untergegangen ist, ist das gelbe Licht zu einem Luxus geworden.

Das Jahresende wird mit kaltem Nordwind in der Stadt kommen. Der getrocknete Elektrikerhund hi li, der ein Dreirad fährt, erschien auf der kurvenreichen Bergstraße, der Autoeimer zog ein paar große glänzende nach der Tafel.

"Nun, Sohn eines Hündin-Chefs, gelber Kranich mit Sonnenenergie, schuldete mit seiner Schwägerin 3,5 Dollar und rannte weg. Wir haben keine Möglichkeit, mit Photovoltaik-Modulen auf Löhne. Ich hörte dieses Ding in der Sonne rufen, nicht brennen Öl und Wasser. Ich komme in zwei Teile zurück, die Kinder haben abends ein Buch zu lesen, Cui-Blume hat auch Nadel und Faden. "

Lee Hund hi von Photovoltaik-Modulen jedoch, wie Leonardo Taschenlampen, Nacht ohne Sonne

Machen Sie eine Geschichte, um die Notlage der neuen Energiewirtschaft zu veranschaulichen. Probleme mit Hundehunden Hallo Windkraftingenieure angesichts derselben.

Bis zu einem gewissen Grad muss unser gemeinsames Netz, die wohl größte der Welt, die Maschine mit der höchsten Energie, und die Magie ist, dass diese Maschine in jedem Moment der Energiebilanz, dem Dröhnen der Leistung der Dampfturbinen des Pithead-Kraftwerks und der Entfernung nach Norden erhalten bleiben muss China schlicht verbraucht. Dies ist ein langer Weg, eine Gratwanderung. Es besteht kein Zweifel, dass wir eine Menge Kontrollmittel haben, um das Gleichgewicht zu halten, aber auch ein natürliches und künstliches, immer fehlendes Beispiel ist die Zunahme in der Nähe von 3 Jahre Stromausfall und 08 Schneekatastrophe im südchinesischen Stromnetz.

Neues Energienetz bringt Energieingenieuren mehr Kopfschmerzprobleme: Das Wetter. Die Nachfrage der Benutzer ist schwierig genug, dies ist wieder ein Wunder von Gottes Gesicht ... Dieser Tag führt nicht (╯ ￣ Д ￣) ╯ ┻ ━ ┻ 2012 Provinz Jilin, um die Windrate von 32% aufzugeben, was ein Drittel des erzeugten Stroms ist, geht im Wind verloren. Neben der Ursache des lokalen Verbrauchs ist die Fähigkeit begrenzt, denn das Problem der Kontrolle ist auch ein Grund. Die Volatilität von Wind und Photovoltaik (pv) in kurzer Zeit ist sehr ernst, es ist schwierig, mit dem Stromnetz, allgemein als "Abfallstrom" bekannt, zu synchronisieren, wenn das direkte Netz zur Instabilität des gesamten Stromnetzes führt.

Über dem Kern des Problems liegt, dass es in unserem Netz keinen Energiespeichermechanismus gab, wie z. B. eine Leonardo-Taschenlampe ohne Batterien. Wenn wir es schaffen, eine hohe, niedrige Saugleistung zu erzielen, können wir den Wind aufgeben und Kontrollprobleme lösen Nur um sich an die Nachfrage anzupassen, indem die Leistung des Generators angepasst wird. Generatoren liegen jedoch normalerweise unter der Nennleistung mit dem höchsten Wirkungsgrad. Eine häufige Änderung der Leistung führt zwangsläufig zu einem geringeren Wirkungsgrad. So für das vorhandene Stromversorgungssystem die Energiespeichertechnologie Dies hat auch die Bedeutung der Energieeinsparung und Emissionsreduzierung.

Lastskizze, rosa Kurve für die Leistung des Windparks, braune Kurve für den Strombedarf. Energiespeichersysteme im roten Bereich der Energieabsorption und -freisetzung im grünen Bereich. Wenn kein Energiespeichersystem vorhanden ist, wird dieser Teil des Stroms verschwendet.

Gegenwärtig umfassen ausgereiftere Energiespeichertechnologien hauptsächlich: hydraulische Energiespeicher, Druckluftspeicher, Durchflussbatterien, Blei-Säure-Batterien, Schwungrad-Energiespeicher, Superkondensator usw. Wie gezeigt, hängt jede Technologie von der Energiespeichergröße ab hat seinen unterschiedlichen Umfang.

Das Ausmaß der Energiespeicherleistung und der Energiespeicherzeit, Gesamt-Vanadium-Durchflussbatterien, kann Dutzende von kW bis Dutzende MW Leistung, Energiespeicherzeit für einige Stunden bis einige Tage betragen.

Die Energieeffizienz jedes Energiespeichersystems, der gesamte Wirkungsgrad der Vanadium-Flow-Batterie (VRB) von etwa 70 bis 80% und des hydraulischen Energiespeichers (PHS), des Druckluftspeichers (CAES), sind geringfügig niedriger als bei Lithiumbatterien und Superkondensatoren.

Die Entwicklung der Energiespeichertechnologie. Die derzeit ausgereifteste Technologie mit den niedrigsten Kosten für die Energiespeichertechnologie ist die hydraulische Energiespeicherung (PHS). Diese Technik ist jedoch durch die geografischen Bedingungen einer breiten Anwendung begrenzt. Alle reifen Giftstoffe der Vanadium-Flow-Batterie (VRB) Im Vergleich zu anderen Technologien ist die Anwendbarkeit von Durchflussbatterien breit und die Kosten moderat. Gegenwärtig ist die Hauptanwendung der Spitzenrasur Windkraft, Photovoltaik-Elektrofeld. Die Welt verfügt über mehr als 20 kWh - MWh-Durchflussbatterie-Geschäftsdemonstrationsprojekte , Dalian ist eine der größten Schmelze der Energiespeicherung von Longyuan Windkraftprojekten.

Dalian Integration Branchenspeicher ist verantwortlich für eine ganze Vanadium-Flow-Batterien, weißen Zylinder als Energiespeicher, die mittlere Reihe der gemeinsamen Verwaltung von quadratischen Stapel durch Elektrizität.

Wenn die Größe des Energiespeichersystems bis zu einem bestimmten Grad erreicht werden kann, kann die Unterstützung für das Stromnetz implementiert werden. Die Verteilung in der Netzenergiespeicherstation gemäß jeder Verbindung jedes Teils der Eingangs- / Ausgangsschwankung bei der Spitzenrasur kann die Übertragungslast glätten des Systems und minimieren die Möglichkeit einer Überlastung und erhöhen die Effizienz und Qualität der Stromversorgung; In netzfernen Systemen wie Inseln, abgelegenen Gebieten und sogar Teilen der Stadtgebäude können Energiespeichersysteme und die Kombination aus neuer Energie Bringen Sie saubere Energielösungen mit, reduzieren Sie die Verschwendung der Fernübertragung. Zukünftige Energiespeicher möchten, dass Ihr Heimatdorf Umspannwerk häufig ist.

Ich weiß nicht viel über die Branche, wage es nicht, die Souveränität zu nutzen. Die Fließzelle als eine Art Energiespeichertechnologie, die weitgehend von der Entwicklung der neuen Energiewirtschaft abhängt, ist eine. Angesichts der aktuellen Situation des Ölrückgangs Preise, viele haben Pferdephotovoltaik, Windkraftprojekt steht vor der Herausforderung der Kosten, und ein Hochleistungs-Energiespeichersystem kann den wirtschaftlichen Nutzen des elektrischen Feldes erheblich verbessern. Mit dem Ausbau von Energiespeichersystemen wird die Energiespeichertechnologie als neue Steuerung Methode wird in Stromversorgungssystem eingeführt, haben die Möglichkeit, das Gesicht des Stromnetzes dramatisch zu verändern. Dalian gewann in diesem Jahr den zweiten Preis des nationalen wissenschaftlichen und technologischen Fortschritts von Professor Zhang Hm durch physikalische und chemische, kann die Politik von einer Seite zu reflektieren die Technologie des Porzellans. Auf der anderen Seite, in diesem kleinen Gewinn in der Industrie der Kraftgeräte und Fluid-Flow-Batterie, schließlich im Gegensatz zu elektronischen Geräten Stromversorgung, Po Wenn Batterieindustrien Produkte mit hoher Wertschöpfung und den freien Markt haben, ist es schwierig, einen Gewinn zu trennen, dessen Entwicklung stärker von der Politik abhängt. Gegenwärtig ist die inländische bessere Einheit hauptsächlich und die chemische Energiespeicherung in Dalian Dalian, die akkumulation von Technologie ist tief Vanadiumerzunternehmen führen verwandte Projekte durch, komparative Vorteile von Rohstoffen.

Zweitens die Technologie

Seit 1985, als Margaret Rechtschreibung kyllas - Kazacos Demo Erfolg der erste Prototyp, hat die Entwicklung von Vanadium-Flow-Batterien mehr als 30 Jahre. Vanadium-Flow-Batterien gehören zu Stream-Flow-Batterien, die Verwendung von Vanadiumionen der Schwefelsäurelösung als Speichermedium für Elektrizität. Da ein Übergangsmetall-Vanadium-Valenzzustand sehr häufig (jing) reich (fen) ist, haben 2, 3, 4, 5 Valenzionen eine gute Löslichkeit in Wasser, und die Farbe ist auch sehr gut. Vanadiumionen zwischen 2 und 5 Preis beträgt 1,25 V Potentialdifferenz, dies gibt das Vanadium von sich selbst und ihre Fähigkeit der Batterie.

Diese Warenstruktur, einschließlich der meisten anderen Flow-Batterien, die wahrscheinlich so lange von OF Coolie stammen, haben Sie in Ihrer Antwort dargestellt.

Das System besteht aus einem Stapel, zwei Energiespeichertanks und einer Anpassung von Pumpe und Rohrleitung. Der Elektrolyt ist zu normalen Zeiten ein Energiespeichergefäß, wenn die Pumpe gepumpt und entladen wird. Der Stapel ist die Grundstruktur eines Sandwichs, gefolgt vom Positiv Abbindeflüssigkeit, Anodenkohlenstofffilz, Membran, Kathodenkohlenstofffilz, Anodenflüssigkeit. Ist der Kathodenelektrolyt in der Pore des Kohlenstofffilzes. Laden und Entladen, das Vanadiumion im Elektrolyten auf der Oberfläche des Kohlenstoffs fühlte den Gewinn und Wasserstoff Ionen durch die Ionenaustauschermembran, um neutral zu bleiben. Das Sandwich kann eine beliebige Überlagerung sein, um die elektrische Spannung zu verbessern.

Praktische Anwendung: Der Energiespeicher, der elektrische Reaktor, die Durchflusspumpe, das BMS und der Wechselrichter können in einen Container integriert werden, automatisiert betrieben werden oder auf den großen Ebenen oder Windparks im Dorf oder in einer stillen Höllenlochstation in Ihrer Nähe stehen.

Die Eigenschaften von Vanadium-Flow-Batterien brachten folgende Vorteile:

1. Praktische Skala

Für ein Energiespeichersystem ist die wichtigste Leistung Leistung und Leistung. Vanadiumbatterien können im Allgemeinen der Leistung von standhalten, und die Elektrode ist direkt proportional zur Fläche und direkt proportional zur Größe des Stapels. Und wie viel Leistung und elektrolytische Flüssigkeit ist direkt proportional zum Produkt und ist direkt proportional zur Größe des Speichertanks. Mit anderen Worten, unabhängig davon, wie Projekte zur Leistung des Energiespeichersystems vorgeschlagen werden, können Belagerungslöwenschüler leicht ein angenehmes entsprechendes Design hinzufügen Sogar erfüllte wunderbare Arbeit, um eine sich ständig ändernde zu feiern, sowie den ursprünglichen Plan über die einfache Erhöhung oder Verringerung des Energiespeichertanks und die Anzahl der Stapel, die angepasst werden müssen.

Schauen Sie nicht darauf herab, solche Vorteile von Lithium-Ionen-Batterien sind sehr neidisch. Lithium-Ionen-Batterie-Energiespeichermaterial machte die Elektrodenbeschichtung auf der oberflächengebundenen Flüssigkeit, deren Prozess und Leistung von Chemikern gespielt wird, um gut zu entwerfen, bevor es schwierig ist Sie möchten Ihre Leistung verbessern? Vergrößern Sie die Elektrodenfläche. Möchten Sie Ihre Energie verbessern? Vergrößern der Elektrodenfläche. Infolgedessen hängt die Leistung der Lithium-Ionen-Batterie direkt mit der Dichte der Technik zusammen Dieser Ruf Kopplung. Die Schuhe des Löwen war sehr hassen solche Dinge.

Architektur wichtigerer Vorteil der Erweiterbarkeit von Vanadiumbatterien. Eine Vanadiumbatterie und kann Strom sparen, sobald eine Vanadiumbatterie zehntausend kWh einsparen kann. Struktur und Steuerungsmethode sind im Wesentlichen gleich, aber auch aufgrund der großen Kostenreduzierung. Energiespeicher solange Wenn der Elektrolyt unter Rühren und Mischen gerührt wird, kann die Konsistenz der Lade- und Entladetiefe sichergestellt werden. Und wenn Sie ein Lithiumbatteriesystem gleicher Größe, nur einen einfachen Stapel Zellzahl, gleichzeitig benötigen und dessen Komplexität Das Batteriemanagementsystem (BMS) zum Verwalten der Temperatur und der Ladetiefe (SOC) der einzelnen Abschnitte der Batterie. Andernfalls wird der Batterieladeschrott verschrottet oder sogar gefährlich. Eine Tesla-MWh-Stufe mit Tausenden von Batteriestücken ist sehr hoch verrückt, alles von panasonic 18650 ausgezeichnete Konsistenz und leistungsstarke BMS nicht gehalten. Wenn 100-mal auf dieser Grundlage noch einmal tun, wird die Komplexität des Systems die Kosten erheblich erhöhen.

2. Lange Lebensdauer

Auf dem Markt für Lithium-Ionen-Batterien beträgt die Lebensdauer etwa 1000-5000. Das Prinzip der Energiespeicherung von Lithium-Ionen-Batterien besteht hauptsächlich aus Lithium-Ionen auf der Festelektrode, die eingebettet und eingebettet sind. Elektrodenmaterialien in Lithium-Ionen, die wiederholt (fälschlicherweise) unter Spannungsänderung stoßen, führen schließlich Der Lade- und Entlademechanismus der Vanadiumbatterie ist jedoch die Änderung der Wertigkeit. Dies ist ein vollständig reversibler Vorgang. Die Anzahl der Zyklustests im Labor beträgt zehntausend Meter für das Gerät. Betrachtet man das System in anderen Teilen In Ihrem Haus im Umspannwerk spart es eine Menge Wartungskosten.

Auch im Vergleich zu anderen Durchflussbatterietechnologien der Vanadiumbatterie verringert die Lebensdauer das Gebiss im Haus. Der Durchflussbatteriestapel zwischen den Kathoden ist durch eine Schicht aus Ionenaustauschermembran getrennt. Vermeiden Sie eine gemischte Kreuzkontamination des Kathodenelektrolyten. Selbst die beste Leistung der Nafion-Membran kann jedoch fest sein. Im Laufe der Zeit wird immer ein Teil der Ionen in das Gegenteil eindringen. Bei einer Batterie mit asymmetrischem Fluss können die positiven Ionen auf der Kathode nicht an der Elektrodenreaktion teilnehmen, was dazu führt Langsamer Rückgang, bis schließlich die Kapazität die Hälfte ihrer ursprünglichen Kosten verringert. Für Vanadiumbatterien ist die Kathode jedoch negativ. Die Elektrolytzusammensetzung ist die gleiche, unabhängig von Ihrer Penetration. Trotzdem lade ich Ihre Ladung wieder auf ╮ (╯ del ╰) ╭

Benötigen Sie eine Langzeitspeicherung, Elektrizität im Haufen soll verhindern, dass der negative Elektrolyt Elektrolyt den Kontakt entleert, daher ist die Selbstentladungsrate der Vanadiumbatterie gering, die Speicherzeit kann in einigen Stunden bis einigen Tagen liegen.

3. Die Sicherheit

Oben erwähnt, LithiumbatteriepaketKomplexes Batteriemanagementsystem ist erforderlich, um eine Überladung und Überhitzung zu verhindern. Überladung und großer Strom führen zum Verschrotten des Elektrodenmaterials. Die Analyse der Ausdehnung der Lithiumbatterie kann sogar kurzgeschlossen werden. B. Leckagen können leicht zu Brandexplosionen führen.

Bei Vanadiumbatterien, bei denen Vanadiumionen in wässriger Lösung verwendet werden, ist die Änderung des chemischen Preises jedoch reversibel. Die Leistung hängt nicht von der Elektrodenstruktur ab. Selbst wenn der Missbrauch durch den Strom sehr akut beständig ist (falsch). Dieselbe Ladung führt auch nur Für die Elektrolyse von Wasser gibt es kein Problem, solange der Druck rechtzeitig von Wasserstoff abgelassen wird. Was ein Feuer betrifft ... Glauben Sie, dass eine wässrige Lösung in Flammen steht? ╮ (╯ _ ╰) ╭

Wenn Sicherheitsbedenken bestehen, ist es der saure Elektrolyt. Vanadiumbatterie-Elektrolyt, der relativ konzentrierte Schwefelsäure (2-3 mol / l) enthält, um die Löslichkeit von fünfwertigem Vanadium und Wasser-Sauerstoff-Entwicklungspotential zu erhöhen, während fünfwertiges Vanadium eine gewisse Toxizität aufweist Während des gesamten Lebenszyklus hat die Umweltfreundlichkeit der Vanadiumbatterie relativ Blei-Säure-Batterie immer noch einen erheblichen Vorteil.

Die Panzerung ist die weiche Rippe. Die Schwäche der Vanadiumbatterie liegt in ihrer geringen Energiedichte. Nur 15 bis 40 Wh / L, noch schlimmer als Blei-Säure-Batterien, führen zu einem großen Gerätevolumengewicht, das sich nur schwer auf das mobile Netzteil übertragen lässt Das Gewicht ist größer, das Vanadiumsalz selbst in der Wasserlöslichkeit ist ebenfalls begrenzt. Der Elektrolyt auf dem Markt verwendet häufig 1,5 2 mol / l Vanadiumlösung. Der aktuelle Weltrekord liegt bei 3 mol / l. Das Projekt ist ein Meister in der Hand, der versucht, diese Zahl aufzufrischen Sehr beschämt wurde diese winzige Arbeit zur Zeit erledigt.

Nach 30 Jahren der Entwicklung war die Leistung von Vanadiumbatterien nahe an der Decke, akademische Kreise versuchen auch, andere elektrochemische Systeme zu nutzen. Dies ist eine vergleichsweise ausgereifte Technologie-Kommerzialisierung mit Natrium-viel-Schwefel-Flow-Batterien, Zink-Brom-Half-Flow-Batterien ( Zink-negative Extremmetallelektrode), Energiedichte der Drainage-Durchflussbatterie des Rekordhalters für Zink-Jod-Durchflussbatterien (beliebiges Zink-Polyiodid, 167 wh / l) und Rekordhalter für organische Systeme in der Energiedichte von Lithium-Schwefel-Halbfeststoffen Durchflussbatterien (Lithium-Sulfursemi-Feststoff). Das andere System ist nicht verteilt.

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