钒电池相比锂电池的优势在哪?未来能代替锂电




百晓知道上没有找到任何关于钒电池的回答 这种电池没有前景吗?




先说结论,还只是资本市场捏造的“故事”。



不知道从什么时候起,我A每天都有新电池出来。估计是沾锂就有市值,所以只要沾边的不管是在什么开发阶段,先找点外国材料翻译一下,写个研报就超一轮,这样大股东才有机会减持。可现在这两天菠菜扒完了石墨烯基锂离子电池,毁节操的是今天又见钒系锂离子动力电池,几个小伙伴问我这是什么东东。我的答案这是鹤顶红。

这次拿钒系锂离子动力电池出来吹的,是说有纳米正极材料,其实就是偷换概念。这个比指着地上一堆黑乎乎的东西告诉大家是单层原子的石墨烯更不靠谱(你咋不指着一地的玻璃球子说是原子呢?)。



因为作为储能设备,钒系电池在风电等大型储能领域还是实验阶段,现在八字还没一撇呢就敢就在我A上说是清洁环保。这种最大的危害是五氧化二钒是剧毒。


钒的化合物可以作为添加剂,放入现有的锂电池里,类似石墨烯的用途。而这种电池的钒含量是极低的,所以这种电池不能叫做“钒电池”。而且最重要的是钒的化合物有剧毒,没人敢用,现在的工艺达不到低成本兼顾环保的;


传说中有一种钒化镧电池,理论上可以达到较高的能量密度,有点类似星球大战里的能量棒,但镧的化合物也是剧毒。这种电池还是理论阶段,地球人还没有人做出来,动画片里外星人能做出来;


钒液流电池是可以用在储能设备上,但并不是最佳性价比的选择,在国内还是试用和开发阶段,可以用在风能还光伏发电的储能上。而这种储能设备和作为动力电池用在小轿车上是风马牛不相及的扯淡;



下面有人和我说看重第3点在大型储能设备上的应用,比如储能电站。好吧,我继续给你们扒为什么还是试用阶段(为了证明我不是絮叨,我先不提五氧化二钒是剧毒这事):

钒电池正极液中的五价钒离子在温度高于45度的情况下易析出五氧化二钒沉淀,析出的沉淀堵塞流道,包覆碳毡纤维,恶化电堆性能,直至电堆报废,而电堆在长时间运行过程中电解液温度,很容易超过45度(有点类似锂电的过度放电+天气热);


石墨极板要被正极液刻蚀,如果用户操作得当,石墨板能使用两年,如果用户操作不当,一次充电就能让石墨板完全刻蚀,电堆只能报废。在正常使用情况下,每隔两个月就要由专业人士进行一次维护,这种高频次的维护费钱、费力。


钒电池成本过高。以一个五千瓦电池为例,电解液(一立方,1.8mol/L)17万、控制系统10万、隔膜7万、板框4万、石墨板1.5万、泵0.7万、碳毡0.4万,总共40.6万,这只是主要材料成本,没计入次要材料成本和人力成本。因此,一个五千瓦钒电池的成本在四十万以上,高出相同规格铅酸电池的成本数倍(你说怎么商业化,怎么能说性价比高?)。






关注问题好久,这周末实验室手套箱再生,终于有时间来回(che)个答(dan)了。然而题主所说的钒电池是指全钒液流电池,还是使用钒正极的锂离子电池?这里仅对全钒液流电池简单说两句。先放结论:


钒液流电池的相对锂电池的优势主要有三:


一、方便规模化。一套系统可以做到你家冰柜那么大,也可以做到你家小区变电站那么大,电量够你家用一天到一年不等,想怎么设计就怎么设计。


二、使用寿命长。你也能用半个世纪。


三、安全性较好。面对锂离子电池忌讳的大电流和过充过放毫无压力,而且根本不会起火爆炸。


问题主要就一个:

能量密度低。别想着能用在你的手机上了,电动车也没啥指望。


钒液流电池经过二十多年的发展,已经是一种比较成熟的储能技术了。其应用方向主要是新能源电场和电网的MWh级大规模储能站。和主要做移动电源的锂电池相比,他们的关系就像饭勺和锅铲的关系,没有相互替代的空间。全钒液流电池的主要竞争对手,是水力蓄能、压缩空气蓄能等大规模储能技术,以及其他体系的液流电池。


一、市场


大山里有个村叫李村,山高路远不通电。前些年搞村村通,配了台发电机,然而柴油依然十分金贵。太阳落山之后,昏黄的灯光便成了奢侈品。


年关将至,伴着凛冽的北风,在县城干电工的李狗嗨骑着三轮出现在蜿蜒的山路上,车后斗拉了几大块亮晶晶的黑板子。


“唉,王八蛋老板黄鹤搞太阳能,欠下了3.5个亿,带着他的小姨子跑了。我们没有办法,拿着光伏板抵工资。听说这玩意晒晒太阳就来电,不烧油不加水。我拖回两块来,娃儿们晚上都有书念,翠花也做得了针线了。”


李狗嗨的光伏板架好了,然而就像达文西的手电筒一样,晚上没有太阳的时候




编个故事是为了说明目前新能源行业的困境。李狗嗨遇到的问题,风电场的工程师同样在面对。


某种程度上讲,我们司空见惯的电网堪称世界上规模最大、能量最高的机器,而神奇之处在于这架机器必须保持每时每刻能量的收支平衡,坑口电厂轰鸣的汽轮机的产出,和千里之外华北平原万家灯火的消费毫厘不差。这是一场旷日持久的走钢丝。无疑我们有的是控制手段来保持平衡,然而总也免不了有个天灾人祸,失手的例子就在不远的03年美加大停电和08年的华南电网雪灾。


新能源的并网给电力工程师带来了更为头疼的难题:天气。用户老爷们的需求已经够难对付了,这下又来了一个看老天爷脸色的奇葩……这日子没法过了(╯ ̄