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為什么釩改變了電池格局?將成為儲能系統的電池材料

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2022年03月31日  

據外媒十月十六日報道,UnitedbatteryMetals(UbM)公司總裁兼首席執行官MattRhoades談到,釩(Vanadium)將成為新一代的大型電池金屬原材料。目前,其公司在科羅拉多州的WrayMesa項目探查到了釩礦,其儲藏量約為270萬磅。


如今,美國境內發現了大量的釩礦,而鋰礦則十分稀缺,面對市值130億的儲能市場而言,釩將發揮緊要的用途。去年,釩是性能最佳的電池金屬材料,其表現甚至超過了鋰和鈷。


然而,釩想要進入將來的儲能市場并占據主導位置,目前還有很長一段路要走。今年還出現了意外狀況。就在過去數年內,釩鐵(ferrovanadium)價格飆升了33%。僅在1個月前,釩鐵的價格才惟有79美元/克,如今卻高達105美元/克。


此外,五氧化二釩(vanadiumpentoxide)也成為了電網儲能設備——全釩氧化還原液流電池(vanadiumredoxflowbatteries)的緊要材料。


一、什么是釩電池?


釩電池全稱為全釩氧化還原液流電池(VanadiumRedoxbattery,縮寫為VRb),是一種活性物質呈循環流動液態的氧化還原電池。VRb作為一種化學的能源存儲技術,和傳統的鉛酸蓄電池、鎳鎘電池相比,它在設計上有許多神奇之處,性能上也適用于多種工業場合,比如可以替代油機、備用電源等。


據相關媒體報道,與其他儲能技術相比,全釩液流電池儲能技術因其使用壽命長、規模大、安全可靠等突出的優點,成為規模儲能的首選技術之一。2012年,美國制定的儲能技術發展規劃已經將全釩液流電池列在首位。據悉,大規模儲能電池有三個基本要求:高安全性、生命周期性價比高及生命周期環境友好。


作為當前儲能的首選技術之一,全釩液流電池儲能系統安全性高,在常溫常壓下運行時,電池系統出現的熱量能夠通過電解質溶液有效排出,再通過熱交換排至系統之外;而且電解質溶液為不燃燒、不爆炸的水溶液,系統運行安全性高。


正因為全釩液流電池儲能系統擁有諸多優點,有業內分解人士表示,全釩液流電池技術將來在儲能行業具備無可估量的發展潛力,甚至有可能將改變將來的能源格局。


二、為甚么釩改變了電池格局?


當談到儲能電池時,提及越大,性能越好,大尺寸是將來的發展趨勢。這是因為釩液流電池(vanadiumflowbatteries)的液體(電解質)可利用液流將電荷從一個蓄電池罐(tank)傳輸到另一個蓄電池罐,并在同一系統內實現反復傳輸,形成閉合回路,可同時實現充放電。


釩的性能要優于鋰,不僅在于其長久的使用壽命,還在于其不易燃、不易爆和無毒性這三方面。這類電池的擴容成本較低,其容量越大,成本越便宜,與鋰離子電池的擴容截然相反。


以鋰離子電池為例,盡管也能擴容,若將其尺寸增大一倍,成本也將提升一倍。但釩液流電池卻截然不同,蓄電池罐的容量越大,其成本降伏也越大。


目前,釩電池已實現擴容,可為整套儲能系統供電,成本約為500美元/千瓦時。在不到一年的時間內,該成本將降至300美元/千瓦時。到2020年,其成本或將降至150美元/千瓦時。


然而,鋰離子電池超級廠卻無法實現如此快捷的成本降速。


雖然目前鋰離子電池已經形成成熟的市場產業,技術完善,發展和推廣較早,所以使用廣。而釩電池還有一些技術和成本問題要處理,目前市場使用的較少。但是隨著科技發展以上的問題處理只是時間問題,相信不久釩電池將會取代鋰離子電池,鉛酸蓄電池。


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