リチウム電池に対するバナジウム電池の利点は何ですか？リチウム電池は将来交換できますか？

20年の開発後のバナジウムフロー電池は、一種のより成熟したエネルギー貯蔵技術です。その適用方向は、主に電界およびグリッドMWhレベルの大規模エネルギー貯蔵ステーションの新エネルギーです。主にモバイル電源リチウム電池と比較してスプーンとターナーのような関係は、お互いに代替スペースはありません。すべてのバナジウムフローバッテリーの主なライバルは、油圧エネルギー貯蔵、圧縮空気エネルギー貯蔵、フローバッテリー、およびその他のシステムなどの大規模なエネルギー貯蔵技術です。

バナジウムフロー電池と比較して、リチウム電池には3つの主な利点があります。

便利な規模。システムはあなたの家の冷凍庫をとても大きくすることができ、あなたの家の村の変電所もすることができます、電力はあなたが1日から1年家に帰るのに十分です、設計方法を設計する方法を考えてください。

第二に、長い耐用年数。半世紀も使用できます。

第三に、セキュリティは良好です。大電流のタブーに直面し、圧力なしで放電を充電し、爆発を起こさないでください。

問題は主に：

エネルギー密度が低いです。携帯電話で使用しようとしないでください。電気自動車も期待どおりではありませんでした。

20年の開発を経たバナジウムフロー電池は、より成熟したエネルギー貯蔵技術の一種であり、その応用方向は主に電界の新エネルギーとグリッドMWhレベルの大規模エネルギー貯蔵ステーションであり、主にリチウム電池と比較して移動電力を行います。それらの関係はスプーンとターナーのようなものであり、互いに代替スペースはありません。すべてのバナジウムフロー電池の主なライバルは、油圧エネルギー貯蔵、圧縮空気エネルギー貯蔵、フロー電池、およびその他のシステムなどの大規模なエネルギー貯蔵技術です。

市場

山々には電気から遠く離れた山道、リツンという村があります。数年前は発電機に合わせて取材しましたが、ディーゼルはまだまだ元気です。日が沈んだ後は黄色い光が贅沢になりました。

年末が来ると、北風が冷たくなり、曲がりくねった山道に三輪車に乗った乾燥した電気技師の犬hi liが現れ、黒板の後に車のバケツが少し大きく輝いた。

「まあ、太陽エネルギーを持った雌犬の上司の黄色いクレーンの息子は、義理の妹と一緒に3.5ドルを借りて逃げました。私たちは、賃金に太陽光発電パネルを持って、仕方がありません。私は、このことを燃やさずに太陽の下で呼ぶのを聞きました。油と水。私は2つに戻り、子供たちは夕方に読む本を持っています。クイの花にも針と糸があります。」

しかし、太陽電池パネルのLee dog hiは、レオナルド懐中電灯のように、太陽のない夜

新エネルギー産業の窮状を説明するストーリーを作りましょう。リードッグの問題こんにちは、風力発電エンジニアは同じことに直面しています。

ある程度、私たちの共通のグリッド、おそらく世界最大で最高のエネルギーマシン、そして魔法は、このマシンがエネルギーバランス、ピットヘッド発電所の蒸気タービン出力の轟音、そして北への距離のあらゆる瞬間に維持されなければならないということです中国の単純な消費がダウンライト。これは綱渡りの長い道のりです。バランスを保つための制御手段がたくさんあることは間違いありませんが、自然で人工的なものでもあります。常に見逃している例は、3近くの増加です。中国南部の電力網における数年間の停電と08年の雪災害。

新しいエネルギーグリッドは、電力エンジニアにさらに頭痛の種の問題をもたらします：天気。ユーザーは要求する傾向がありますが、これも神の顔の奇跡を見るのは難しいです...この日はリードしません（╯￣Д￣）╯┻✓┻2012発電量の3分の1である32％の風力発電を放棄するジリン州は、風で失われます。地域の消費能力の原因が限られていることに加えて、制御の問題も理由です。短期間の風力および太陽光発電（pv）の低下は非常に深刻であり、直接グリッドが電力システム全体の不安定性につながる場合、一般に「廃電力」として知られる電力グリッドと同期することは困難です。

問題の核心は、バッテリーなしのレオナルド懐中電灯のようなエネルギー貯蔵メカニズムのグリッドに存在しなかったことです。キャストハイローサック、ジャーゴンピークシェービングを達成できれば、風を捨てて制御の問題が解決されます。 、発電機の出力を調整することで需要に適応するだけですが、発電ユニットは通常、最高効率で定格電力を下回っているため、出力を頻繁に変更すると必然的に効率が低下します。したがって、既存の電力システムでは、エネルギー貯蔵技術また、省エネと排出削減の重要性もあります。

負荷スケッチ、風力発電所出力のピンクの曲線、電力需要の茶色の曲線。エネルギーの吸収と放出の赤い領域の下のエネルギー貯蔵システムは緑の領域にあります。エネルギー貯蔵システムがない場合、電力のこの部分は無駄になります。

現在、より成熟したエネルギー貯蔵技術には、主に油圧エネルギー貯蔵、圧縮空気エネルギー貯蔵、フロー電池、鉛蓄電池、フライホイールエネルギー貯蔵、スーパーキャパシタなどが含まれます。示されているように、エネルギー貯蔵サイズに応じて、各技術はスコープが異なります。

エネルギー貯蔵の電力とエネルギー貯蔵時間の規模、総バナジウムフロー電池は、数十kWから数十MWの電力、数時間から数日間のエネルギー貯蔵時間になる可能性があります。

各エネルギー貯蔵システムのエネルギー効率、バナジウムフロー電池（VRB）の全体効率は約70〜80％、油圧エネルギー貯蔵（PHS）、圧縮空気エネルギー貯蔵（CAES）は、リチウム電池やスーパーキャパシタよりもわずかに低くなっています。

エネルギー貯蔵技術の開発今日最も成熟した技術で最も低コストのエネルギー貯蔵技術は油圧エネルギー貯蔵（PHS）ですが、この技術は幅広い用途の地理的条件によって制限されます。すべてのバナジウムフロー電池（VRB）成熟毒他の技術と比較して、フロー電池の適用範囲は広く、コストは中程度です。現在、ピークシェービングの主な用途は風力、光起電場です。世界には20kWh以上のレベルのMWhフロー電池事業の実証プロジェクトがあります。 、dalianは、longyuan風力発電プロジェクトのエネルギー貯蔵の最大のメルトの1つです。

大連統合支部エネルギー貯蔵は、バナジウムフロー電池全体、エネルギー貯蔵タンクとしての白いシリンダー、電気による四角い山の共同管理の中間列を担当しています。

エネルギー貯蔵システムのサイズがある程度達成されると、電力グリッドのサポートを実装できます。ピークシェービングの入力/出力変動の各部分の各リンクに応じてグリッドエネルギー貯蔵ステーションに分散され、伝送負荷をスムーズにすることができますシステムの過負荷の可能性を最小限に抑え、電力供給の効率と品質を向上させます。島、遠隔地、さらには都市の建物の一部などのオフグリッドシステムでは、エネルギー貯蔵システムと新しいエネルギーの組み合わせが可能です。クリーンなエネルギーソリューションをもたらし、長距離送電の無駄を減らします。将来のエネルギー貯蔵ステーションは、あなたの故郷の変電所が一般的であることを望んでいます。

業界のことはよくわからないので、あえて主権を使わないでください。新エネルギー産業の発展に大きく依存する一種のエネルギー貯蔵技術としてのフローセルは、石油の減少という現在の状況に直面しています。価格、多くは馬の太陽光発電を持っており、風力発電プロジェクトはコストの課題に直面しており、高性能エネルギー貯蔵システムは電界の経済的利益を大幅に改善することができます。エネルギー貯蔵システムの拡大に伴い、新しい制御としてのエネルギー貯蔵技術方法は電力システムに導入され、電力網の顔を劇的に変える機会があります。ダリアンは今年、物理的および化学的によるチャン・フム教授の国家科学技術進歩の二等賞を受賞し、一方の側から磁器の技術しかし、一方で、電力機器、および流体フローバッテリーの業界でのこの小さな利益では、結局のところ、電子機器の電源とは異なり、Poバッテリー産業は付加価値の高い製品と自由市場を持っており、利益を分離することは困難であり、その開発は政策に依存しています。現在、国内のより良いユニットは主に大連大連の化学エネルギー貯蔵であり、技術の蓄積は深いです。大連鉱石会社は関連プロジェクトを行っており、原材料の比較優位があります。

第二に、技術

マーガレットスペリングキラス-カザコスデモが最初のプロトタイプで成功した1985年以来、バナジウムフロー電池の開発は30年以上になります。バナジウムフロー電池はストリームフロー電池に属し、硫酸溶液のバナジウムイオンを貯蔵媒体として使用します遷移金属のバナジウムの原子価状態は非常に豊富（ジン）が豊富（フェン）であるため、2、3、4、5の原子価イオンは水への溶解性が高く、色も非常に優れています.2〜5の価格のバナジウムイオンは1.25Vの電位差です。これにより、バナジウム自体とバッテリーの能力が得られます。

他のフロー電池のほとんどを含むこの商品構造は、おそらくずっと長い間、あなたの答えに示されています。

システムは、パイル、2つのエネルギー貯蔵タンク、およびポンプとパイプラインのマッチングで構成されています。電解質は、パイル反応のポンプポンピングを充電および放電するときの通常のエネルギー貯蔵ジャーです。パイルはサンドイッチの基本構造であり、その後にポジティブが続きます。セット液、アノードカーボンフェルト、ダイヤフラム、カソードカーボンフェルト、アノード液カーボンフェルトの細孔内のカソード電解質ですか充電と放電、カーボン表面の電解液中のバナジウムイオンがゲインを感じ、水素中性を維持するためにイオン交換膜を通過するイオン。サンドイッチは、電圧を改善するために任意の重ね合わせにすることができます。

実用的なアプリケーション、エネルギー貯蔵タンク、電気リアクター、フローポンプ、BMS、およびインバーターは、コンテナーに統合したり、自動操作したり、村の大平原や風力発電所、またはお住まいの地域の地獄の穴に静かに立ったりすることができます。

バナジウムフロー電池の特性は、次の利点をもたらしました。

1.便利なスケール

エネルギー貯蔵システムの場合、最も重要な性能は電力と電力です。一般に、バナジウム電池は電力に耐えることができ、電極は面積に正比例し、パイルのサイズに正比例します。電解液は製品に正比例し、貯蔵タンクのサイズに正比例します。つまり、エネルギー貯蔵システムの性能に関するプロジェクトがどのように提案されても、包囲されたライオンの学生はそれに応じた快適な設計を簡単に追加できます。 ;絶えず変化するパーティーの素晴らしい仕事に出会っただけでなく、エネルギー貯蔵タンクの単純な増減と調整するパイルの数に関する当初の計画もありました。

これを軽視しないでください、リチウムイオン電池のそのような利点は非常にうらやましいです。リチウムイオン電池のエネルギー貯蔵材料は、表面硬化流体の電極コーティングを作りました、そのプロセスと性能は、化学者によって以前に良い設計をするために演じられます、それは難しいです特定のプロジェクトに応じて調整するため、電力を改善したいですか？電極面積を増やしたいですか？エネルギーを改善したいですか？電極面積を増やします。その結果、リチウムイオン電池の電力は、ライオンの靴はこの種のものを非常に嫌っていました。

バナジウム電池の拡張性のアーキテクチャのより重要な利点バナジウム電池は1万KWHを節約できれば電力を節約でき、構造と制御方法は基本的に同じですが、大規模なコストが削減されるためです。電解質を攪拌し、攪拌し、混合することで、充電と放電の深さの一貫性を確保できます。同じサイズのリチウム電池システムを実行したい場合は、セル番号の単純な山だけを同時に必要とし、その複雑さバッテリーの各セクションの温度と充電深度（SOC）を管理するバッテリー管理システム（BMS）、そうでない場合は過熱すると、バッテリーの充電スクラップまたは危険ですらあります。数千個のバッテリーバッテリーパックと同じレベルのテスラMWhは非常にクレイジー、すべてパナソニック18650による優れた一貫性と強力なBMSは持ちこたえませんでした。この基盤で100回繰り返すと、システムの複雑さがコストを大幅に増加させます。

2.長い耐用年数

リチウムイオン電池の市場での寿命は約1000〜5000です。主なリチウムイオン電池のエネルギー貯蔵原理は、固体電極の埋め込みと埋め込みにリチウムイオンがあります。リチウムイオンの電極材料は、応力変化の下で（誤って）繰り返し押し出され、最終的にはリードします。バナジウム電池の充電と放電のメカニズムは、価数の変化ですが、これは完全に可逆的なプロセスであり、ラボでのサイクルテストの数はユニットで1万メートルです。他の部分のシステムを考慮すると人生の、半世紀を使用することができます完全にそれを行うことができます。変電所のあなたの家では、それは多くのメンテナンスコストを節約します。

他のフロー電池技術と比較しても、バナジウム電池の耐久性は家の中のビットを緩和しています。フロー電池の山は陰極の間にあり、イオン交換膜の層によって分離されています。陰極電解質の混合交差汚染は避けてください。ただし、ナフィオン膜の最高の性能でさえタイトになる可能性があり、時間の経過とともに常に反対側へのイオン浸透の一部が存在します。非対称フロー電池の場合、カソードの正イオンは電極反応に関与できず、結果として最終的に容量が元のコストの半分に減少するまでゆっくりと低下します。ただし、バナジウム電池の場合、カソードは負の電解質組成と同じです。どのように浸透しても、とにかく充電を再充電します╮（╯デル╰）╭

長時間の保管が必要ですが、ヒープ内の電気は負の電解質電解質が接点を空にするのを防ぐためです。したがって、バナジウム電池の自己放電率は低く、保管時間は数時間から数日になる可能性があります。

3.セキュリティ

上記のように、リチウム電池パック複雑な電池管理システムは、過充電放電と過熱、過充電と大電流が電極材料の故障を廃棄し、リチウム電池の膨張漏れ分析が短絡するのを防ぐために必要です。電池電解質中の炭素材料と炭酸塩は可燃性です、漏れなどは火災爆発を起こしやすいです。

しかし、水溶液中のバナジウムイオンを使用するバナジウム電池では、化学的な価格が可逆的に変化するため、性能は電極構造に依存しないため、電流による乱用も非常に強い耐性があります（偽）。同じ電荷でも、水の電気分解に対しては、水素の適時の放電圧力解放さえ問題ありません。火事については...水溶液が火事になると思いますか？╮（╯_╰）╭

セキュリティ上の懸念がある場合、それは酸性電解質です.5価バナジウムの溶解度と水酸素発生の可能性を高めるために比較的濃硫酸（2〜3 mol / L）を含むバナジウム電池電解質ですが、5価バナジウムには特定の毒性がありますが、包括的なライフサイクル全体を通して、バナジウム電池の比較的鉛蓄電池の環境への配慮には、依然としてかなりの利点があります。

鎧は柔らかいリブです。バナジウム電池の弱点は、エネルギー密度が低く、鉛蓄電池よりもさらに悪い15〜40 wh / Lであるため、機器の体積重量が大きくなり、モバイル電源に適用するのが困難になります。重量が大きく、水溶性のバナジウム塩自体も制限されています。市場の電解質は1.5 2 mol / Lのバナジウム溶液を使用することが多く、現在の世界記録は3 mol / Lです。プロジェクトはこの数値を更新しようとしているマスターです。 、非常に恥ずかしいことに、この小さな作業は現在行われています。

30年の開発の後、バナジウム電池の性能は限界に近づき、学界は他の電気化学システムも活用しようとしています。これらは、ナトリウム（多くの硫黄フロー電池、亜鉛）、臭素ハーフフロー電池（亜鉛ネガティブ極度金属電極）、亜鉛の記録保持器の排水フロー電池エネルギー密度-ヨウ素フロー電池（任意の亜鉛-ポリヨウ化物、167 wh / L）、およびリチウムのエネルギー密度の有機システム記録保持器-硫黄半固体フロー電池（リチウム-硫黄半固体）他のシステムは普及していません。

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