¿Cuáles son las ventajas de las baterías de vanadio sobre las baterías de litio? ¿Se pueden reemplazar las baterías de litio en el futuro?

Las baterías de flujo de vanadio después de 20 años de desarrollo, es un tipo de tecnología de almacenamiento de energía más madura.Su dirección de aplicación es principalmente una nueva energía del campo eléctrico y la red MWh nivel estación de almacenamiento de energía a gran escala.Y principalmente hace la batería de litio de suministro de energía móvil en comparación con su relación como cucharas y Turner, no hay espacio alternativo entre sí. Todas las baterías de flujo de vanadio principal rival, es una tecnología de almacenamiento de energía a gran escala, como almacenamiento de energía hidráulica, almacenamiento de energía de aire comprimido, baterías de flujo y otros sistemas.

Las baterías de flujo de vanadio en relación con las tres ventajas principales de la batería de litio:

A, escala conveniente Un sistema puede hacer que el congelador de su casa sea tan grande, también puede hacer la subestación de su pueblo, la energía es suficiente para su hogar de un día a un año, piense cómo diseñar cómo diseñar.

En segundo lugar, larga vida útil. También puede usar medio siglo.

Tres, la seguridad es buena Frente a las baterías de iones de litio, el tabú de gran corriente y descarga de carga sin presión, y no dispara una explosión.

El problema es principalmente un:

La densidad de energía es baja No intente usar en su teléfono, el automóvil eléctrico tampoco lo esperaba.

Las baterías de flujo de vanadio después de 20 años de desarrollo, es un tipo de tecnología de almacenamiento de energía más madura.Su dirección de aplicación es principalmente una nueva energía de campo eléctrico y una estación de almacenamiento de energía a gran escala de nivel MWh de red.Y principalmente hace energía móvil en comparación con las baterías de litio, su relación es como cucharas y Turner, sin espacio alternativo entre sí. El principal rival de todas las baterías de flujo de vanadio, es una tecnología de almacenamiento de energía a gran escala, como almacenamiento de energía hidráulica, almacenamiento de energía de aire comprimido, baterías de flujo y otros sistemas.

Un supermercado

En las montañas hay un pueblo que se llama litsun, camino de montaña lejos de la electricidad. Hace unos años para conseguir cobertura, emparejar el generador, pero el diesel sigue muy bien. Después de que se pone el sol, la luz amarilla se ha convertido en un lujo.

Llegará el fin de año, con viento frío del norte, en el pueblo seco electricista perro hi li en un triciclo apareció en la sinuosa carretera de montaña, el cubo del coche tiró unos grandes brillantes después de la pizarra.

"Bueno, hijo de puta jefe grulla amarilla con energía solar, debía $ 3.5, con su cuñada y se escapó. No tenemos manera, con paneles fotovoltaicos en los salarios. Escuché esta cosa llamar al sol, no quemar aceite y agua. Vuelvo en dos partes, los niños tienen un libro para leer por la noche, la flor de cui también tiene aguja e hilo ".

Lee dog hola de paneles fotovoltaicos, sin embargo, como linternas leonardo, noche sin sol

Invente una historia para ilustrar la difícil situación de la industria de las nuevas energías. Hola, ingenieros de energía eólica frente a lo mismo.

Hasta cierto punto, nuestra red común, posiblemente la más grande del mundo, la máquina de mayor energía, y la magia es que esta máquina debe mantenerse en cada momento del equilibrio energético, el rugido de la salida de la turbina de vapor de la planta de energía y la distancia hacia el norte. China simple consumo hacia abajo luces.Este es un largo camino por la cuerda floja.No hay duda de que tenemos un montón de medios de control para mantener el equilibrio, pero también ser un ejemplo natural y creado por el hombre, siempre se pierde un ejemplo es el aumento en el cercano 3 años de cortes de energía y 08 desastres por nieve en la red eléctrica del sur de China.

La nueva red de energía trae a los ingenieros de energía más problema de dolor de cabeza: el clima. Los usuarios tienden a exigir es lo suficientemente difícil, esto es nuevamente un milagro en el rostro de Dios ... Este día no conduce (╯ ￣ Д ￣) ╯ ┻ ━ ┻ 2012 provincia de jilin para abandonar la tasa de viento del 32%, que es un tercio de la electricidad generada se pierde en el viento. Además de la causa de la capacidad de consumo local es limitada, por el problema de control también es una razón. de energía eólica y fotovoltaica (pv) en un corto período de tiempo es muy grave, es difícil sincronizarse con la red eléctrica, comúnmente conocida como "electricidad residual", si la red directa conducirá a la inestabilidad de todo el sistema eléctrico.

Por encima del meollo del problema es que no existía en nuestra red un mecanismo de almacenamiento de energía, como la linterna leonardo sin pilas. Si podemos lograr un fundido alto bajo succión, jerga de pico de afeitado, abandono del viento y problemas de control están resueltos. , solo para adaptarse a la demanda ajustando la salida del generador.Sin embargo, las unidades generadoras generalmente están por debajo de la potencia nominal con la mayor eficiencia, el cambio frecuente de salida conduce inevitablemente a una menor eficiencia.Por lo tanto, para el sistema de energía existente, la tecnología de almacenamiento de energía También tiene la importancia de la conservación de energía y la reducción de emisiones.

Esquema de carga, curva rosa para la producción del parque eólico, curva marrón para la demanda de electricidad.Sistemas de almacenamiento de energía debajo del área roja de absorción y liberación de energía en el área verde.Si no hay un sistema de almacenamiento de energía, esta parte de la energía eléctrica se desperdicia.

En la actualidad, la tecnología de almacenamiento de energía más madura incluye principalmente: almacenamiento de energía hidráulica, almacenamiento de energía de aire comprimido, baterías de flujo, baterías de plomo-ácido, almacenamiento de energía de volante, supercondensador, etc.Como se muestra, dependiendo del tamaño del almacenamiento de energía, cada tecnología tiene su alcance diferente.

La escala de la potencia del almacenamiento de energía y el tiempo de almacenamiento de energía, las baterías de flujo de vanadio total pueden ser de decenas de kW a decenas de MW de potencia, el tiempo de almacenamiento de energía de unas pocas horas a unos pocos días.

La eficiencia energética de cada sistema de almacenamiento de energía, la eficiencia total de la batería de flujo de vanadio (VRB) alrededor del 70-80% y el almacenamiento de energía hidráulica (PHS), almacenamiento de energía de aire comprimido (CAES), ligeramente más bajo que las baterías de litio y supercondensadores.

El desarrollo de la tecnología de almacenamiento de energía.La tecnología más madura en la actualidad, el costo más bajo de la tecnología de almacenamiento de energía es el almacenamiento de energía hidráulica (PHS), sin embargo, esta técnica está limitada por las condiciones geográficas de amplia aplicación.Todas las baterías de flujo de vanadio (VRB) veneno maduro Por debajo del promedio.En relación con otras tecnologías, la aplicabilidad de las baterías de flujo es amplia y su costo es moderado.En la actualidad, la principal aplicación de la reducción de picos es la energía eólica, el campo eléctrico fotovoltaico.El mundo tiene más de 20 kWh de nivel MWh proyectos de demostración de negocios de baterías de flujo , Dalian es uno de los más grandes derretir el almacenamiento de energía de proyectos de energía eólica de Longyuan.

El almacenamiento de energía de rama de integración de Dalian es responsable de todo un flujo de baterías de vanadio, cilindro blanco como tanque de almacenamiento de energía, la fila central de gestión conjunta de pila cuadrada por electricidad.

Cuando el tamaño del sistema de almacenamiento de energía alcanza un cierto grado, puede implementar el soporte para la red eléctrica.Distribuido en la estación de almacenamiento de energía de la red de acuerdo con cada enlace de cada parte de la fluctuación de entrada / salida en el pico de afeitado, puede suavizar la carga de transmisión. del sistema, y minimizar la posibilidad de sobrecarga, y aumentar la eficiencia y la calidad del suministro de energía; En sistemas fuera de la red como islas, áreas remotas e incluso partes de los edificios de la ciudad, el sistema de almacenamiento de energía y la combinación de nueva energía pueden Traiga soluciones de energía limpia, reduzca el desperdicio de la transmisión de larga distancia. La estación de almacenamiento de energía del futuro quisiera que su pueblo de origen de la subestación sea común.

No sé mucho sobre la industria, no se atreva a usar la soberanía. La celda de flujo como una especie de tecnología de almacenamiento de energía, que depende en gran medida del desarrollo de la nueva industria energética, es una. precios, muchos tienen caballos fotovoltaicos, el proyecto de energía eólica enfrenta el desafío del costo, y un sistema de almacenamiento de energía de alto rendimiento puede mejorar en gran medida el beneficio económico del campo eléctrico.Con la expansión de los sistemas de almacenamiento de energía, la tecnología de almacenamiento de energía como un nuevo control El método se introduce en el sistema de energía, tiene la oportunidad de cambiar drásticamente la cara de la red eléctrica.Dalian este año ganó el segundo premio de progreso científico y tecnológico nacional del profesor zhang hm por física y química, puede reflejar la política de un lado a otro. la tecnología de porcelana Sin embargo, por otro lado, en este pequeño beneficio en la industria de equipos de potencia y batería de flujo de fluido, después de todo, a diferencia de la fuente de alimentación de equipos electrónicos, Po wer batteryLas industrias tienen productos de alto valor agregado y el mercado libre, es difícil separar una ganancia, su desarrollo más dependiente de la política.En la actualidad, la unidad doméstica es mejor y el almacenamiento de energía química dalian dalian, la acumulación de tecnología es profunda.Recientemente algunos Las empresas de mineral de vanadio están haciendo proyectos relacionados, ventaja comparativa de las materias primas.

En segundo lugar, la tecnología

Desde 1985, cuando Margaret spellings kyllas - Kazacos demostró con éxito el primer prototipo, el desarrollo de las baterías de flujo de vanadio tiene más de 30 años.Las baterías de flujo de vanadio pertenecen a las baterías de flujo de corriente, el uso de iones de vanadio de la solución de ácido sulfúrico como medio de almacenamiento para electricidad.Como un metal de transición, el estado de valencia del vanadio es muy abundante (jing) rico (fen), los iones de valencia 2, 3, 4, 5 tienen buena solubilidad en agua y el color también es muy bueno. es 1,25 V de diferencia de potencial, esto le da el vanadio de ellos mismos y su capacidad de batería.

Esta estructura de bienes, incluida la mayoría de la otra batería de flujo, probablemente durante todo ese tiempo, OF coolie se ha ilustrado en su respuesta.

El sistema consta de una pila, dos tanques de almacenamiento de energía y la combinación de la bomba y la tubería.El electrolito es la jarra de almacenamiento de energía en tiempos normales, cuando se carga y descarga la bomba de bombeo de reacción de la pila.La pila es la estructura básica de un sándwich, seguida de la positiva el fluido fijado, el fieltro de carbono del ánodo, el diafragma, el fieltro de carbono del cátodo, el fluido del ánodo. Es el electrolito del cátodo en el poro del fieltro de carbono. Carga y descarga, el ión de vanadio en el electrolito en la superficie del carbono siente la ganancia, e hidrógeno iones a través de la membrana de intercambio iónico para mantener la neutralidad. El sándwich puede ser una superposición arbitraria para mejorar el voltaje eléctrico.

Aplicación práctica, el tanque de almacenamiento de energía, el reactor eléctrico, la bomba de flujo, el BMS y el inversor se pueden integrar en un contenedor, operación automatizada o de pie en las grandes llanuras o parques eólicos en el pueblo o en una estación de infierno silencioso en su área.

Las características de las baterías de flujo de vanadio aportaron las siguientes ventajas:

1. Escala conveniente

Para un sistema de almacenamiento de energía, el rendimiento más importante es la potencia y la potencia. La batería de vanadio, en general, puede soportar la potencia de un electrodo y es directamente proporcional al área y es directamente proporcional al tamaño de la pila. Y el líquido electrolítico es directamente proporcional al producto y es directamente proporcional al tamaño del tanque de almacenamiento.En otras palabras, no importa cómo se propongan los proyectos sobre el rendimiento del sistema de almacenamiento de energía, los estudiantes de siege lion pueden agregar fácilmente un diseño agradable en consecuencia Incluso se cumplió un trabajo maravilloso para la fiesta en constante cambio, así como el plan original sobre el simple aumento o disminución del tanque de almacenamiento de energía y el número de pila para ajustar.

No menosprecie esto, tales ventajas de la batería de iones de litio son muy envidiosas.El material de almacenamiento de energía de la batería de iones de litio hizo que el recubrimiento del electrodo en la superficie se estableciera fluido, su proceso y rendimiento lo juegan los químicos para diseñar bien antes, es difícil para ajustar de acuerdo con el proyecto específico. Entonces, ¿quieres mejorar tu potencia? ¿Aumentar el área de los electrodos? ¿Quieres mejorar tu energía? Aumentar el área de los electrodos. Como resultado, la potencia de la batería de iones de litio está directamente relacionada con la densidad de ingeniería en este llamado acoplamiento. Los zapatos del león eran muy odiosos este tipo de cosas.

Arquitectura ventaja más importante de la extensibilidad de la batería de vanadio.Una batería de vanadio y puede ahorrar electricidad una vez que una batería de vanadio puede ahorrar diez mil KWH, la estructura y el método de control son esencialmente los mismos, pero también debido al costo a gran escala reducido. el electrolito agitando una agitación, la mezcla puede garantizar la consistencia de la profundidad de la carga y descarga.Y si desea hacer un mismo tamaño de sistema de batería de litio, solo una simple pila de número de celda, al mismo tiempo necesita y su complejo sistema de gestión de la batería (BMS) para gestionar la temperatura de cada sección y la profundidad de carga (SOC) de la batería, de lo contrario, el sobrecalentamiento provocará que la carga de la batería se estropee o incluso sea peligrosa. Un tesla MWh de nivel con miles de piezas de baterías. loco, todo por panasonic 18650 excelente consistencia y potente BMS no se sostuvo. Si lo hace 100 veces más sobre esta base, la complejidad del sistema aumentará enormemente el costo.

2. Larga vida útil

En el mercado, la duración de la batería de iones de litio es de aproximadamente 1000-5000.El principio de almacenamiento de energía de la batería de iones de litio principal es el ión de litio en el electrodo sólido incrustado e incrustado.Los materiales del electrodo en iones de litio se empujan repetidamente (por error) bajo cambios de tensión, eventualmente conducen para disminuir con el tiempo El mecanismo de carga y descarga de la batería de vanadio es, sin embargo, el cambio de valencia, este es un proceso completamente reversible, el número de pruebas de ciclo en el laboratorio es de diez mil metros para la unidad. de vida, puede usar medio siglo es completamente capaz de hacerlo. En su hogar en la subestación, se ahorra muchos costos de mantenimiento.

Incluso si se compara con los de otra tecnología de batería de flujo, la resistencia de la batería de vanadio está facilitando el bit en la casa.La pila de la batería de flujo está entre el cátodo y está separada por una capa de membrana de intercambio iónico, evite que el electrolito del cátodo se mezcle con la contaminación cruzada. Sin embargo, incluso el mejor rendimiento de la membrana de Nafion puede ser ajustado, con el tiempo siempre habrá parte de la penetración de iones en el lado opuesto.Para la batería de flujo asimétrico, los iones positivos en el cátodo no pueden participar en la reacción del electrodo, lo que resulta en disminución lenta hasta que finalmente la capacidad baje la mitad de su costo original.Para la batería de vanadio, sin embargo, si el cátodo es negativo, la composición del electrolito es la misma, sea lo que sea que haya penetración, de todos modos recargo su carga back (╯ del ╰) ╭

Necesita almacenamiento prolongado, la electricidad en la pila es para evitar que el electrolito negativo del electrolito pueda vaciar el contacto, por lo tanto, la tasa de autodescarga de la batería de vanadio es baja, el tiempo de almacenamiento puede ser de unas pocas horas a unos pocos días.

3. La seguridad

Se necesita un sistema de administración de batería de litio para evitar la descarga por sobrecarga y el sobrecalentamiento, la sobrecarga y la gran corriente causarán que el material del electrodo se desguace, análisis de fugas de expansión de la batería de litio incluso cortocircuito.Los materiales de carbono y el carbonato en el electrolito de la batería son inflamables. como una fuga, es fácil de provocar una explosión de fuego.

Sin embargo, en la batería de vanadio el uso de iones de vanadio en solución acuosa es reversible el cambio de precio químico, el rendimiento no depende de la estructura del electrodo, por lo que incluso si el abuso sufrido por la corriente también es muy resistente (falso) .La misma carga también solo conducirá a la electrólisis del agua, siempre que se descargue oportunamente el alivio de presión de hidrógeno, no hay problema. En cuanto a un incendio ... ¿Cree que la solución acuosa se incendiará? ╮ (╯ _ ╰) ╭

Si hay algún problema de seguridad, es el electrolito ácido, el electrolito de la batería de vanadio que contiene ácido sulfúrico relativamente concentrado (2-3 mol / L) para aumentar la solubilidad del vanadio pentavalente y el potencial de desprendimiento de oxígeno en el agua, mientras que el vanadio pentavalente tiene cierta toxicidad. ciclo de vida completo, el respeto al medio ambiente de la batería de vanadio relativamente batería de plomo-ácido todavía tiene una ventaja considerable.

La armadura es la costilla blanda. La debilidad de la batería de vanadio radica en su baja densidad de energía, solo 15 a 40 wh / L, incluso peor que las baterías de plomo-ácido, conducen a un gran volumen de peso del equipo, difícil de aplicar a la fuente de alimentación móvil. El peso es mayor, la sal de vanadio en sí misma en la solubilidad en agua también es limitada El electrolito en el mercado a menudo usa una solución de vanadio 1.5 2 mol / L, el récord mundial actual es 3 mol / L.Project es un maestro en la mano tratando de actualizar este número , muy avergonzado, este pequeño trabajo estaba hecho en la actualidad.

Después de 30 años de desarrollo, el rendimiento de la batería de vanadio ha estado cerca del techo, los círculos académicos también están tratando de explotar otros sistemas electroquímicos, que son la comercialización de tecnología comparativamente madura con baterías de flujo de sodio - mucho azufre, batería de medio flujo de zinc - bromo ( electrodo extremadamente metálico de zinc negativo), flujo de drenaje densidad de energía de la batería del soporte del registro para la batería de flujo de zinc-yodo (cualquier zinc-poliyoduro, 167 wh / L), y soporte de registro del sistema orgánico en la densidad de energía de litio-azufre semisólido Baterías de flujo (litio - sulfursemi sólido). El otro sistema no se esparce.

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