关键词：全钒液流电池、光伏发电、别墅太阳能发电

 

与应用于光伏发电行业的别墅太阳能发电电池相比，全钒液流电池在有些方面的缺陷是很明显的，主要是系统的能量密度较低、体积较大；电池系统需要配置大量的管路、阀件、电解液循环泵、换热器等辅助部件，使电池系统变得复杂，在一定程度上会降低系统的可靠性。光伏发电行业的科研人员以下对这些不足进行具体的分析。

 

（1）全钒液流电池的能量密度偏低。由于正负极化学特性的限制，再加上活性物质溶解在溶液中，因此全钒液流电池的能量密度不高，约为25 Wh/L，比能量约为 15〜25 Wh/kg,不及钠硫电池和锂离子电池的1/4，同等规模的全钒液流电池的体积和重量均较大。因此，全钒液流电池在对空间、承重要求严格的场合应用受限，在城市内的应用特别是别墅太阳能发电电池上的应用也不具优势。

 

（2）钒迁移与水扩散造成的物流失衡及容量衰减。目前的全钒液流储能电池系统运行一段时间后就会出现电极一侧钒离子浓度升高和电解液体积增大，另一极相应减少的现象。光伏发电领域的研究人员认为其主要原因是现在所用的离子膜的选择性差所致，即钒离子在浓度场和电场等作用下能够渗透通过离子交换膜到达电极另一侧，这种“渗透效应”导致电池自放电、降低库仑效率；同时水分子在渗透压作用下或以水合离子形式随钒离子透过膜进行迁移，造成正负极电解液体积失衡，降低了电池的储能容量和使用寿命。

 

（3）液流电池运行的电流密度低。由于电堆反应活性、电极双极板材料的反应活性与导电性、离子交换膜的离子传导性及电池内阻等因素的影响，造成当前全钒液流电池运行的工作电流密度通常低于80 mA/cm2，尤其在电池的规模放大过程中电解液分配的不均匀性以及公用管道中的漏电电流损失等，均制约了电池系统实际运行的电流密度，因此在别墅太阳能发电电池方面的应用有所限制。

 

（4）电池系统成本高。高纯度钒电解液的使用、全氟磺酸膜技术和产品的垄断都造成电池成本居高不下，这对应用于别墅太阳能发电电池也产生很大的影响。