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2022年ACerS首期:液流储能电池——先进陶瓷的新兴市场
2021年12月28日 发布 分类:技术前沿 点击量:1003
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美国陶瓷学会(The American Ceramic SocietyACerS20221月/2月期刊发表文章认为,液流储能电池有望成为先进陶瓷的新兴市场。

液流电池简介

液流电池是一种电化学储能技术,其利用正负极电解液分开,各自循环的一种高性能蓄电池,具有容量高、使用领域广、循环使用寿命长的特点。目前最有前景的分为全钒液流电池(VRFB)、锌溴液流电池(ZBFB或ZBB)、铁基液流电池三种技术路线,其中全钒路线最为成熟。

液流电池于锂电池比较

液流电池于锂电池比较

液流电池与陶瓷

总的来说,液流电池能量密度低于锂电池,但安全性更好。但是,以10MWh的装置做对比,NMC阴极锂离子电池系统的总安装成本为387美元/kWh,而VRFB的总安装成本为426美元/kWh,可知液流电池的成本高不少,且锂电池规模效应更优。而解决成本问题最直接的就是更换电池结构材料。

液流电池单元组件示意图

液流电池单元组件示意图

比如,双极板和电极通常由固体或柔性形式的碳或石墨制成。双极板必须是不可渗透的。电极可以由柔性或刚性(多孔)材料制成,每种材料都有一些好处,最显着的是柔性材料的成本和固体材料的更均匀的流动和更长的寿命。该膜经过高度工程化设计,可以支配电池堆组件的成本,特别是当它基于PFSA/PTFE共聚物或等效聚合物时。寻找替代的高性能和低成本离子交换膜可能被证明是氧化还原液流电池持续大规模商业成功的关键,因此为陶瓷提供了绝佳机会

氧化还原液流电池中的膜具有一些对其他电池类型不重要的特性:它必须处理离子交叉,即选择性地允许反离子通过,但不允许活性物质通过;必须限制水路运输;它必须具有低面电阻;必须抗污;并且它必须在任何存在的化学物质和用于稳定系统的任何pH值下保持稳定。NASICON型陶瓷就适合作为液流电池隔膜。

 

YUXI 编译整理(原创)

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