釩電池的運行優勢
1)安全性好
釩電池使用的正、負極電解液均為極不易燃的無機水溶液(后面章節會重點介紹),有多安全呢?即使正、負極電解液意外發生混合也不用擔心。大家都是釩離子家族(正極電解液為5價釩和4價釩,負極電解液為3價釩和2價釩),不可能“大打出手”的。
那有人要問了,電池運行過程中溫度過高怎么辦?確實,和鋰電池、鈉離子電池等一樣,釩電池在充放電過程中也會在產生熱量。不過釩電池在充放電過程中,電解液是循環流動的,電堆內部產生的熱量很容易就可以通過輸送管路上的熱交換器散熱。
正因如此,釩電池的熱管理系統成本也低,設計和維護方便。一般采取直冷或空冷的方式進行熱管理,類似汽車發動機艙內的冷卻系統。當電解液溫度上升到一定程度時,冷卻系統即啟動,從而保持電池系統運行在最高效的溫度區間。
2)電池一致性好
對于單個電池,比如手機內置電池或兩輪電動車,不用過多考慮電池均一性,但如果是大量電池串聯組成的電池包系統,電池一致性可就成為重要指標。
一般情況,一輛使用方形電池包的電動車上有一百多個電芯,而特斯拉用的圓柱電池更是有上千個電芯。隨著電池充放電的運行,單個電池的內阻、荷電狀態、溫度等均會發生不同程度的變化,導致差異性逐漸變大,使得電池系統安全、可靠運行風險增大。所以鋰電池企業也在制造過程不斷提高電池在出廠時的一致性。
對于釩電池,電解質溶液始終是循環流動的,正負極電解液從各自的儲罐容器中抽出,最后進入到電堆時自然具有相同的狀態,天生就具備不錯的一致性。
3)使用壽命長
先直接拋出結論,釩電池很長壽。具體是怎么實現的呢?因為釩電池的電解液在充放電時不像其它多數電池一樣發生物相變化(注:不會生成新的物質,始終都是釩離子,只不過是不同價態),電池容量的損耗就很少,所以釩電池的壽命往往能超過十年。
期間當電池使用較長時間,其性能下降之后,可以通過修復電解液活性來恢復一定的性能。如果最后釩電池系統壽命到期,電解液還是不會浪費,既可以應用到新的電池系統中,也可以作為釩資源進行提純加工,最終實現電解液的循環利用。