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。     

全钒液流电池电解液的制备和性能优化研究进展

全钒液流电池是一种新型的适用于大规模储能的电池,钒电解液是全钒液流电池的重要组成部分,电解液的制备及性能优化是全钒液流电池的一个研究热点。介绍了全钒液流电池电解液的制备和性能优化的研究进展,并展望了全钒液流电池电解液研究的发展方向。     

全钒液流电池正极电解液的研究进展

全钒氧化还原液流电池的研究已有20多年的历史,但其发展受到诸多因素的制约。正极电解液是全钒氧化还原液流电池的关键材料,也是制约其实用化进程的重要影响因素之一。从制备、优化(包括添加剂的选择)以及钒离子在正极电解液中的存在形式等3个方面综述了全钒氧化还原液流电池正极电解液在国内外的研究进展。最后就正极电解液存在的一些其它问题做了分析,并探讨了全钒氧化还原液流电池正极电解液进一步研究的方向。     

全钒液流电池用复合材料双极板研究进展

全钒液流电池是一种新型大容量储能电池,双极板是全钒液流电池的核心部件之一,对其成本和能量效率有显著影响。从高分子材料和导电填料的种类及加工工艺等方面对全钒液流电池用复合材料双极板研究进展进行综述,指出了未来的发展方向。     

全钒液流电池关键材料的研究进展

全钒液流电池相对传统蓄电池有很多优点。综述了全钒液流电池的关键材料的研究进展,其重点包括电极材料、电解液和隔膜。     

全钒液流电池流场模拟与优化

流场结构是影响全钒液流电池性能的关键问题之一.基于CFD技术建立全钒液流电池流场的二维数学模型,通过模拟获得在给定流场结构下电解液在石墨毡电极内的分布规律,优化流场结构提高电解液在石墨毡电极内分布的均匀性.研究结果表明,增加分配口个数和延长入口竖直主流道的长度能够有效提高电解液的分配均匀性;同时考察了分配流道宽度和流量对电解液分配均匀性的影响;所得结论对全钒液流电池流场结构设计具有重要的指导意义.     

全钒氧化还原液流电池关键材料研究现状

全钒氧化还原液流电池是一种环保的规模化储能电池,由于其电池输出功率与储能容量彼此独立,适用于风能、太阳能等可再生能源发电过程和电网调峰过程,作为规模化储能装置使用。介绍了全钒液流电池的关键材料,电极材料的种类、特点和电极改性方法;报导了电池隔膜材料和电解液材料改性方法等国内外最新研究进展。     

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.     

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。     

多硫化钠/溴与全钒液流电池的发展现状

氧化还原液流电池是近年来研究的一个热点。在液流电池体系中,多硫化钠溴液流电池与全钒液流电池处于主导地位。介绍了多硫化钠溴液流电池与全钒液流电池的发展、组成、性能及其应用,并比较了它们的优缺点及其应用范围。另外,对多硫化钠溴液流电池和全钒液流电池的发展前景进行了预测。     

风光电站储能电池研究综述

介绍了适用于新能源发电的化学电池:铅酸电池、锂离子电池、钠硫电池、全钒液流电池的组成结构、储能原理,从原理上详细分析其特点及存在的问题,从技术特性、经济特性和安全性方面比较了各类储能电池,并在分析风光电站储能电池特性需求的基础上得出结论,全钒液流电池是风光电站储能系统的最佳选择。     

基于液流电池储能的光伏发电系统容量配置及成本分析

根据全钒液流电池的物理特性,以负荷缺电率为指标,结合地区辐照度、环境温度等因素,研究了全钒液流电池应用到独立光伏系统中的容量配置问题,同时从经济性角度对系统运行成本进行了优化和分析。结果表明,全钒液流电池在规模储能方面具有较好的优越性,相对于传统铅酸蓄电池,采用全钒液流电池作为储能单元提高了系统供电可靠性,降低了发电单位运行成本。     

基于超级电容的全钒液流电池组均衡方法

储能是提高电网对间歇性可再生能源发电接纳能力的有效技术,电池储能因其独特的性能已成为优先发展方向之一。全钒液流电池作为新型储能电池,目前得到了广泛应用。全钒液流电池串并联构成大容量储能系统时,由于电池的不一致性,在充放电过程出现过充过放影响全钒液流电池的寿命。利用超级电容作为能量载体,研究两个全钒液流电池的均衡。为提高均衡速度,分析超级电容、全钒液流电池、切换频率等参数,通过仿真对比不同参数情况下均衡速度,得出影响均衡速度因素,为全钒液流电池应用奠定了基础。     

液流储能电池系统支路电流的建模与仿真分析

对全钒液流电池所特有的支路电流损耗进行理论分析和研究,建立支路电流等效电路模型,通过仿真计算对支路电流进行量化分析,并得出支路电流的分布规律及其对全钒液流电池外特性的影响。同时基于化学电池的经典三阶模型,通过引入受控元件的思想,提出包含支路电流损耗因素的全钒液流电池模型,并通过仿真对比分析发现,大规模全钒液流电池系统的支路电流损耗对电池系统外特性影响显著。尽可能地消减支路电流损耗,对于提高电池储能系统的效率和保障电池系统内部模块的电压一致性至关重要,尤其在电力系统领域大规模应用全钒液流储能电池时,支路电流的研究对于工程前期规划设计和系统运行的操作维护,均具有实际应用价值。     

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.     

全钒液流电池三维模拟

通过全钒液流电池三维耦合反应模型的建立,研究了三种不同电池结构设计中电解液流场分布、电压分布、电流分布以及离子浓度分布。结果表明,电解液主管道至电极反应区横向导流槽的设计,有效提高了电池堆中电解液分配的均一性,降低反应浓差极化,提高电池充放电效率。     

氨基酸类添加剂对全钒液流电池性能的影响

将天冬氨酸、谷氨酸、赖氨酸、精氨酸和组氨酸作为全钒液流电池(VRFB)正极电解液添加剂,对电解液的电化学活性及稳定进行了初步的研究。循环伏安和电化学阻抗谱等测试结果表明,酸性氨基酸(天冬氨酸、谷氨酸)比碱性氨基酸(赖氨酸、精氨酸、组氨酸)更适合用作添加剂,其中添加3%天冬氨酸的正极电解液表现出了最好的电化学反应动力学行为和良好的热稳定性。由恒电流充放电测试结果可见,正极电解液中加入3%天冬氨酸后电池的能量效率高达81.7%,比未加氨基酸的电池提高了4.4%,并且电池放电容量也显著提高。该结果初步表明天冬氨酸是一种具有良好应用前景的VRFB电解液添加剂。     

基于叉指型流场的全钒液流电池流动模拟

流量和压力是影响全钒液流电池性能的重要因素,建立了基于叉指型流场的钒氧化还原液流电池的流动模 型,并进行了不同电解液流量下的流动模拟,获得给定流场结构下电解液在碳毡电极内的分布规律.     

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。     

基于全钒液流电池动态模型的电荷损失分析

全钒液流电池的电荷损失主要由旁路电流和交叉反应共同引起.旁路电流与电解液的流道设计有关,交叉反应与隔膜的阻钒能力有关,在实际应用过程中两者相互耦合,各自占比并不明确.因此,有必要考虑旁路电流和交叉反应建立全钒液流电池系统模型来定量分析各部分电荷损失的大小,这将为提高电流效率提供重要依据.考虑旁路电流和交叉反应建立了动态模型,分析了交叉反应和旁路电流引起的电荷损失动态变化情况,电流和流量等运行参数对电荷损失率的影响.分析结果有助于在液流电池设计过程中提高电池性能,从而减少实验和设计的成本.