フロー電池とリチウムイオンの比較

エネルギー貯蔵業界が世界中の市場で目覚ましい成長を遂げ始めているため、すべての目が充電式リチウムイオン電池に注目しています。実際、これらのタイプの二次電池は、現在、携帯型電子機器や電気自動車など、さまざまな用途で使用されています。リチウムイオン電池の人気のすべての功績は、その高いエネルギー密度、低い自己放電、およびメモリー効果がないことです。しかし、バッテリーメーカーは他のバッテリーも模索しています。

さまざまな研究によると、フロー電池は充電式リチウムイオン電池よりも強力な利点があることがわかっています。実際、この特定の技術を使用して、すでに多数の大規模バッテリーが設計されています。

しかし、最初のものは最初です…フロー電池とは何ですか？これはレドックスフロー電池とも呼ばれ、2つの化学成分をシステム内に含まれる液体に溶解し、さらに膜で分離することによって化学エネルギーが与えられるタイプの電気化学セルです。

フロー電池は、使用済み燃料の抽出とシステムへの新しい燃料の追加が行われる煙道セルのように利用できます。さまざまな用途でフロー電池の使用が増えるにつれ、フロー電池がリチウムイオン電池に対して完成できるかどうかについては常に議論が続いています。あなたもそれについて知りたいのなら、ここにあなたの答えがあります。

フロー電池はリチウムイオン電池と競合できますか？

まあ、フロー電池には非常に多くの主張が見られます-劣化が少なく、安全性が高く、長期間のアプリケーションに適したオプションなどです。それでは、すべての主張をまとめて見て、フロー電池がリチウムイオン電池よりも優れているかどうかを調べましょう。

1.フロー電池-劣化が少ない

これらの電池のスループットに依存した劣化は非常に低いと主張するフロー電池メーカーは非常に多くあります。したがって、フロー電池は、非常に速く劣化するリチウムイオン電池よりも優れています。

2.フロー電池-時間依存の劣化はほぼゼロです

アイドル時間中に電解質を自動的に排出するスタックを作成し、電極と電解質の間の不要な化学反応に関連する時間依存の劣化を著しく最小限に抑えるフロー電池メーカーがいくつかあります。ただし、すべてのフロー電池にこの機能があるわけではありません。

3.フロー電池-火災リスクの低減

フロー電池は、リチウムイオン電池に比べて火災の危険性が低いことが知られています。フロー電池の不燃性電解質は主に水で構成されているためと考えられます。したがって、これにより、リチウムイオン電池で見られる壊滅的な障害を防ぐことができます。

4.フロー電池-簡単な制御と監視

集合SoCのすべてのスタック/セル間に共通の負および正の電解質があるため、レドックスフロー電池ではスタック/セルのバランス調整の必要がないことは事実です。したがって、スタックレベルとセルレベルでSoCのバランスを取るために制御と監視が必要ないことを意味します。

フロー電池のこれらの主な利点は、リチウムイオン電池に比べて見られます。しかし、フロー電池は、市場への浸透とさまざまな市場において、リチウムイオン電池に大きく遅れをとっています。言い換えれば、リチウムイオン電池はエネルギー貯蔵の業界を支配し、より高い市場シェアを持ち、より広い範囲のアプリケーション、特に商用アプリケーションに装備されています。

間違いなく、市場機会はフロー電池の利点を支持するかもしれません。ただし、リチウムイオン電池は、将来のアプリケーションにも膨張するために競争するでしょう。

フロー電池はリチウムイオン電池よりもバンク可能性が低いですか？

はい、現在、フロー電池はリチウムイオン電池よりもバンク可能性が低くなっています。しかし、これは今後数年間で変わると信じているメーカーがあります。リチウムイオン電池の潜在能力が十分に発揮されていないという事実には、誰もが同意しています。したがって、どういうわけか、誰かが将来の可能性を理解する可能性が高い場合、リチウムイオン電池は他のどのタイプよりも大きな可能性を秘めています。

そのため、メーカーがフロー電池の概念に革命を起こすことを可能にしたとしても、リチウムイオン電池は永遠に競争にとどまります。

フロー電池とリチウムイオン電池はどのように機能しますか？

フロー電池は、電気化学的変換装置を備えています。基本的なプロセスには、エネルギーを貯蔵および放出するための特定の元素、一般的には金属の酸化が含まれます。フロー電池には、レドックスフロー電池、ハイブリッドフロー電池、メンブレンレスフロー電池の3つのカテゴリーがあります。これらのタイプの中で、レドックスフロー電池が最も一般的なものです。

フロー電池には、その名前から明らかな液体電解質があります。液体はバッテリーシステムを通って流れ、すべてのカテゴリーに固有のメカニズムを備えています。レドックス電池は、酸化還元反応に液体を使用します。ハイブリッドフロー電池には、液固転移があります。また、メンブレンレス電池には電解質分離層がありません。フロー電池に使用される最も一般的な元素にはバナジウムが含まれ、あまり人気のない元素は亜鉛-臭素、鉄-クロム、多硫化物-臭素、および鉄-鉄です。

リチウムイオン電池とは異なり、フロー電池は液体電解質を外部タンクに貯蔵します。エネルギーを運ぶ電解質は、発電スタックから分離されています。したがって、フロー電池は電力とエネルギーが分離されています。バッテリーを長持ちさせたい場合は、リチウムイオンバッテリー用に、より大きなガソリンタンクとより大きなエンジンを購入する必要があります。しかし、フロー電池はより大きなガスタンクしか必要としないため、これは要件ではありません。

フロー電池は、放電した電解液をそれ自体で再充電することができます。リチウムイオン電池では、電解液の充電と放電は、すべてのセルとスタックを同時に流れるときに発生します。その結果、個々のセルごとに多数のSoCを使用する代わりに、1つの共通の充電段階があります。これは、セルとスタックのバランスがフロー電池に必要ないことを意味します。

最終評決

パワーバッテリーとして、リチウムイオンバッテリーは素晴らしいです。しかし、エネルギー電池として、フロー電池はいくつかの分野で勝ちます。そのため、将来の技術に最適な選択をするために、バッテリーの特定の属性について継続的な議論が行われています。エネルギー貯蔵産業がより速いペースで変化しているので、世界はリチウムイオン電池に目を向けています。フロー電池にはいくつかの強力な利点があり、一部の大規模メーカーがすでにそれらを使用していることは間違いありません。しかし、リチウムイオンはまだ競争にあり、米国市場の95％を獲得しています。

リチウムイオン電池は、他の主要な利点とともに、優れた性能と大幅な価格低下をもたらします。それが彼らが世界市場を支配している理由です。リチウムイオン電池と競争するには、フロー電池は長い道のりで機能する必要があります。