全钒液流电池10kW单元电堆性能研究

详细研究了全钒液流电池10kW单元电堆的功率输出特性和单体电压一致性及不同充放电电流密度与库仑效率和能量效率的关系.研究了电堆长期运行时,库仑效率、能量效率及电压平台的变化.     

全钒液流电池仿真模型研究

介绍了全钒液流电池的基本原理及优点,提出了一种通过电池端电压与电池中剩余有效能量间的关系来确定电池端电压的方法,并针对一个具体的全钒液流电池样机建立其仿真模型,最后,通过分析电池的充电过程及暂态过程的实验和仿真结果,对该仿真模型进行评估。     

提高全钒液流电池能量效率的研究进展

介绍提高全钒液流电池能量效率的研究进展,系统总结了影响全钒液流电池能量效率的内、外部关键因素,包括电堆关键材料、漏电电流及流体分配等,分析了上述关键因素的影响机制,同时提出了提高电池能量效率的改进方向.     

全钒氧化还原液流电池研究进展

全钒氧化还原液流电池(Vanadium Redox Flow Battery,VRFB)以其灵活、环保等特性,在储能领域备受关注。作为VRFB的重要性能指标,能量效率和能量密度一直是研究热点。介绍了用于提高能量效率的优化液流电池系统结构和用于提高能量密度的盐酸体系支持电解质,并分析了其影响机理。     

全钒液流电池支路电流的理论计算及实验分析

提出了钒电池支路电流计算方法,采用MATLAB软件对不同结构7.5 kW钒电池的支路电流进行了理论计算,分析了支路电流的分布规律及影响因素,并对7.5 kW钒电池进行效率测试,结果表明:支管上的支路电流在电堆中心最小,而总管及主路上的支路电流在电堆中心为最大值,同时单电池个数减少有利于减小支路电流;采用模块化结构的7.5 kW电堆(由2组共30个单电池串联而成,即15个单电池组成一个模块)的支路电流明显降低,其能量效率达到74.4%,高于一体化结构电堆(由1组共30个单电池串联而成,即每组30个单电池)的能量效率(69.4%)。     

全钒液流电池在电压暂降中的应用

随着配电网的发展,配电网接入的非线性负荷及冲击性负荷越来越多,电压暂降问题对负荷的影响越发凸显。全钒液流电池具有大规模、响应快、寿命长等优点,非常适合用于抑制电压暂降带来的影响。提出了全钒液流电池最优容量配置计算方法,针对不同的电压暂降深度,对其效果进行仿真,仿真结果表明,该配置能够避免电压暂降对生产设备造成的停机影响;对其投资回收期进行分析,指出随着全钒液流电池的产业化应用,其成本将大幅降低。     

全钒液流电池系统漏电功率影响因素研究

基于Simulink仿真平台,建立了多电堆串联运行全钒液流电池系统漏电回路等效模型,分析了电堆内串联单电池数量、系统盘管等效电阻、系统串联电堆数量以及系统开路电压等因素对系统整体漏电功率的影响规律及变化情况。仿真结果表明,电堆内串联单电池数量越少、系统盘管等效电阻越大、系统串联电堆数量越少、系统开路电压越小,系统整体漏电功率越小,但漏电功率的变化速率随上述各种因素的变化各有差异。该研究为全钒液流电池的多电堆串联运行系统的优化设计及风险防范提供了参考依据。     

全钒液流单体电池性能研究

采用草酸还原法制备了电解液,实验室自组装了单体电池,考察了不同电流、电解液流量对单体电池容量、库仑效率、能量效率的影响,并评价了单体电池的自放电和内阻特性。结果表明,随充放电电流密度增大,库仑效率变化不大,电压效率降低导致能量效率降低;固定电流密度,随电解液流量增加,电池能量效率增大,流量在近300 mL/min时能量效率达到63%;电池自放电26 h,电压仍处于平台上;充电态动态阻抗值比静态阻抗值大,放电态动态阻抗值比静态阻抗值大,充电态静态阻抗随SOC的增大而减小,放电态静态阻抗随SOC的减小而增大。     

全钒液流电池离子交换膜研究进展

全钒液流电池是近年来储能电池的研究热点,离子交换膜是其关键部件之一。总结了近年来全钒液流电池用离子交换膜的研究进展,提出了未来可能的研究方向。     

全钒液流电池堆旁路电流的计算及电堆优化

采用对电堆内流道电路仿真计算的方法,分析了5kW级全钒液流电池堆在不同充、放电电流条件下,旁路电流的分布情况和对能量效率的影响.分析结果表明:(1)较大电流充放电有利于提高电堆理论库仑效率和能量效率,在50A、100A和200A电流充电时,电堆理论库仑效率分别为:90.66％、95.2％和97.49％;(2)增加电堆中间隔板结构,有利于减少旁路电流,提高电堆能量效率;(3)对电极液框优化设计可以提高电堆库仑效率.     

电解液流动方式对全钒液流电池性能的影响

研究了两种不同电解液流动方式(平流和穿流)对全钒液流电池(VRB)充放电电压和电流、U-I曲线及效率的影响.在20 mA/cm2的充放电电流密度下,采用穿流方式的单体VRB的能量效率较采用平流方式提高4%～10%,电流效率提高10%,电压效率提高5%～8%.     

全钒氧化还原液流电池电解液的研究进展

全钒氧化还原液流电池(全钒液流电池)适用于大规模和分布式新能源接入、智能电网等领域。电解液的成本对全钒液流电池的推广与应用有重要影响。从降低成本和提高稳定性两个角度,综述近年来全钒液流电池电解液的研究进展。降低成本方面,当前工业化制备电解液主要是联合使用化学还原法和电解法,下一步主要是萃取法;从提高稳定性角度出发,介绍添加剂提高正极电解液和负极电解液温度稳定性,以及采用不同支持电解质在提高电解液浓度稳定性方面的研究进展;最后,从工业化生产角度,对全钒液流电池电解液的研究进行分析和总结。     

全钒液流电池电解液研究进展

全钒液流电池主要由电堆、电解液及管路系统三个部分组成。电解液作为电能存储场所,其浓度和体积决定了电池容量的大小,电解液的稳定性和温度适应性也决定了电池的使用寿命和使用范围。主要从全钒液流电池电解液的制备、分析方法和性能优化及稳定性等方面对钒电解液的研究进展进行了概括和总结,并针对电解液现存的一些问题提出了思考,展望了电解液研究的发展方向。     

全钒液流电池管道内流场模拟分析

全钒液流电池凭借其性能优点在各方面都得到了大量应用,但其在应用过程中的流场特性对其性能存在很大影响.因此提出用Fluent 6.3.26对全钒液流电池管道内流场进行分析,讨论了不同支管管径对支管电解液流量分配的影响,比较了主管入口速度、支管出口速度的理论值和模拟值的差异.结果表明,支管管径对支管电解液流量分配有着明显的影响,速度理论值和模拟值的差异较小,提出模拟方法适合用于全钒液流电池管道内流场的模拟分析.     

液流电池旁路电流的研究概况

大规模储能液流电池体系是由多个电池模块串并联构成,其中每个模块又由固定个数的串联单电池组成,其电解液通过输液总管统一供应,这种电解液供应方式会在电堆中引起旁路电流,削弱电池的性能.介绍了旁路电流产生的原因及其对液流电池系统的危害,并综述了旁路电流模型及预测旁路电流大小的数值计算方法,以及消除旁路电流可以采用的措施.     

运行参数对全钒液流电池离子跨膜迁移的影响

全钒液流电池(all-vanadium redox flow battery,VRFB)是特别适用于大规模储能的二次电池,但在实际应用过程中存在着正负极间不同价态的钒离子、硫酸根离子、氢离子和水的迁移现象.这会引起电解液中各种离子摩尔数的变化、电池容量的衰减和正负极间电解液体积差值的变化.因此,运行一段时间就要打开正负...     

全钒液流电池储能系统的仿真研究

储能具有调峰幅度大、响应速度快等优点,对未来电网发展具有深远的影响。近年来,储能技术迅猛发展,为充分发挥全钒液流电池储能系统相较于传统电池储能技术的优势,对全钒液流电池储能系统进行了仿真研究。首先,根据全钒液流电池的基本结构分析了其原理及特性,搭建了全钒液流电池的电气模型。然后,对储能逆变器连接储能电池和电网的两种控制策略,定功率(PQ)控制策略和定电压频率(VF)控制策略分别进行了建模和仿真验证。最后,以北海热电厂为实际应用场景,将所搭建的储能电站模型应用于黑启动方案中。启动储能逆变器后,北海热电厂的厂用母线电压可以稳定维持在0.96 p.u,表明了利用储能电站进行黑启动的可行性,验证了储能电站模型的有效性。     

隔膜扩散特性对全钒液流单电池性能的影响

为了研究隔膜扩散特性对全钒氧化还原液流单电池充放电性能的影响,利用设计的渗透池实验测定了VO2 和VO2 在两种离子交换膜中的扩散系数,约为10-9~10-7cm2/s。使用扩散系数较小的离子交换膜组成的钒电池,充放电性能较好,电流效率达到90%。     

全钒液流电池用石墨毡研究进展

全钒液流电池的多种电极材料中,石墨毡作为电极材料综合性能最优,但仍然需要进行活化增强其性能.简述了全钒液流电池用石墨毡活化处理的基本原理,综述了国内外石墨毡的各种活化处理方法的研究进展,介绍了常用的热处理、酸处理、电化学处理等活化方法的特点及活化处理方式,并对石墨毡活化改性未来的发展方向进行了展望.     

全钒液流电池SOC估算方法研究

荷电状态(state of charge,SOC)估算是储能系统研究的核心内容之一,关系到微电网的功率控制与能量管理策略。简述了适用于全钒液流电池SOC的表征方法和估算方法,分析了这些方法的优缺点及适用范围,对全钒液流电池SOC估算的发展趋势做出了展望。