钒液流电池和锂电池价格对比(钒液流电池成本)

钒电池和锂电池哪个好

1.钒电池与锂电池的比较

1.钒电池和锂电池的不同工作原理

全钒氧化还原液流电池采用不同价态的钒离子溶液作为正负活性物质，分别储存在各自的电解液罐中。电池充放电时，电解液通过泵在电池的正极室和负极室循环，在电极表面发生氧化还原反应，实现电池的充放电。

锂离子电池实际上是锂离子浓差电池，正负极由两种不同的锂离子嵌入化合物组成。充电时，Li+从正极脱出，通过电解质嵌入负极。负电极处于富锂状态，而正电极处于贫锂状态。同时，电子的补偿电荷由外电路提供给碳负极，保证了负极的电荷平衡。相反，当放电时，Li+从负极脱嵌并通过电解质嵌入正极，正极处于富锂状态。在正常充放电条件下，锂离子在层状结构的碳材料和层状结构的氧化物之间进行嵌入和脱嵌，一般只引起层间距的变化，不破坏晶体结构。在充放电过程中，负极材料的化学结构基本不变。因此，从充放电反应的可逆性来看，锂离子电池反应是一个理想的可逆反应。

2.钒电池的能量储存在电解液中。增加电解液罐的容积或增加电解液的浓度可以增加电池容量。即对于同样功率输出的钒电池，容量可以根据需求任意调节，非常适合大容量储能应用；锂电池的容量与正负极材料有关。

3.钒电池的输出功率由参与反应的电池堆面积决定，通过增减单体电池和不同电池组的串并联可以满足不同的功率要求。目前美国商用示范钒电池功率已达6000kW；锂电池很难做到这么大的储能容量；

4.钒电池充放电不涉及固相反应，电解液理论寿命无限，可长期使用；涉及锂电池固相反应，电解液使用寿命有限；

5.钒电池反应速度快，瞬间就能启动。运行时切换充放电状态仅需0.02秒，响应速度1毫秒；

6.钒电池理论充放电时间比为1:1(实际运行为1.5-1.7:1)，支持频繁大电流充放电。深度充放电对电池寿命影响不大。电池的正负极活性物质在充放电状态下均为液相，不存在镍氢电池、锂离子电池等电池因电极上枝晶生长而造成的隔膜击穿而导致电池短路的危险。

钒电池能取代锂电池吗

1.安全:钒电池突然成名的核心在于安全。2011年至2022年4月，全球共发生34起储能电站爆炸事件，其中锂电池32起，铅酸蓄电池和钠硫电池各一起。

2.循环寿命:锂电池的循环寿命较短，用于储能的磷酸亚铁锂最大循环次数在6000次左右，而钒电池的寿命很长，循环次数可达10000~20000次。

3.能量密度:钒电池的能量密度较低，只有12~40Wh/kg，主要受限于钒离子的溶解度和电堆的设计。而锂电池一般是80-300Wh/kg，所以为了达到同样的存储容量，钒电池的体积无疑要大很多，是锂电池的3-5倍。4.在能量方面，钒电池在工作时需要泵来维持电解液的流动，因此存在能量损失，能量转换效率低。钒电池的系统效率是锂电池的70%-75%。

5.使用成本:初装成本高，是锂电池的两倍。项目总投资成本集中在3.8~6.0元/Wh，但规模化后可以降低。如果从全生命周期计算，钒电池按12000次循环寿命计算，成本为0.72元/千瓦时，低于锂电池储能成本0.80元/千瓦时。因为钒只是在电解液中改变价态，所以基本上可以完全回收。考虑回收问题，钒电池全生命周期成本仅为0.48元/千瓦时；

6.能源安全:锂矿主要分布在南美、澳大利亚等国家和地区。中国储量只占7%，存在能源危机。截至2021年底，中国钒资源储量居世界第一，约占39%，产量占世界总量的68%。

钒液流电池与锂离子电才的优缺点

钒液流电池：

优点：使用寿命长、转化效率高、支持过充/过放/深度放电、支持频繁充放电、维护成本低、运营成本低、系统响应快、环保、无污染、无噪音等等

缺点：体积相对较大，通常适合大容量存储

锂离子电池：

优点：体积小、重量轻、环保、使用寿命长等

缺点：价格贵

全钒液流电池优缺点

全钒氧化还原液流电池的优缺点:

1.应用范围广

可用于风电市场、国家电网调峰、新能源电动汽车电源、ups电源和EpS应急电源、配电、特种蓄电池和光伏发电。

2.灵活的设计理念，良好的充放电性能和高容量。

钒电池的功能非常灵活，功率和体积都可以独立设计。额定功率的关键在于电堆，可以通过改变单电池数量或电极面积来提高。体积的重要关键是钒离子的量，可以通过提高电解液的体积和钒离子的浓度来构建。

3.该系统可全自动封闭运行，制造成本低，环保无污染。

对环境具有高自然适应性的电池的性能受环境温度的影响较小。当环境温度完全恢复时，电池容量也可以完全恢复。该系统可在全自动封闭模式下工作，不会产生有机气体和废电解液。

4.不像锂离子电池那么容易引起爆炸，安全性高。

戒备森严。由于其活性物质存在于电解液中，不会引起图像变化，可以深度放电，不影响电池寿命。此外，反应过程中不会产生H2等气体，不存在爆炸危险和短路故障。

5.高能效、高性价比、长寿命

长寿。深度放电循环性能强，过放电后再充电即可轻松完全恢复容量，超深度放电不会对电池造成不可逆的损伤。

缺点:1.储能技术成本太高，难以大规模应用。

全钒氧化还原液流电池储能技术成本还是比较高的。这给大规模应用带来了困难。

2.技术生产工艺不稳定，漏技术没有攻克。

钒液流电池还受到电解液、离子交换膜等重要材料的制约。最终会有多大的进步取决于技术和市场。

全钒液流电池的发展前景作为储能领域的新秀，为什么全钒氧化还原液流电池会受到如此多的关注？全钒氧化还原液流电池未来发展前景如何？为此，记者采访了多位业内人士。

安全性和可回收利用的优势显而易见。

全钒氧化还原液流电池通过不同价态的钒离子的相互转化，实现储存和释放化学能的充放电过程。不同于目前储能电站的主流电池——采用非水电解液的锂离子电池，由于全钒液流电池的电解液离子存在于水溶液中，过热爆炸的可能性大大降低，液流电池的安全性能使其在电池领域脱颖而出。

“坦率地说，锂离子电池仍然面临着安全问题的挑战。锂离子引发的爆炸事故不仅仅是经济损失的问题，更是严重的人身伤害。”中科院大连化物所清洁能源国家实验室储能技术研究部主任张华敏说，“但全钒电池是稀硫酸和钒的水溶液，只要管理得当，不存在爆炸的危险。”

北京普能世纪科技有限公司在全国多地建设了全钒液流电池储能项目。该公司亚太区经理邝振仁告诉记者，“与锂离子电池相比，全钒氧化还原液流电池具有突出的特点。最大的特点就是安全。全钒氧化还原液流电池可以做到兆瓦级和百兆瓦级。做电动车规模的锂离子电池更合适，但是做大了就没那么安全了。”

同时，张华敏指出，全钒氧化还原液流电池的另一个优势是其电解液在废物回收后可以重复使用。近年来，随着电动汽车产业的扩大，大量废弃的锂离子电池因重金属镍和钴而不得不进行大规模回收，这已成为行业内亟待解决的问题。而全钒氧化还原液流电池的充放电主要是由于钒离子价态的变化。张华敏指出，“电解液在充放电过程中不会产生杂质和环境污染物，回收的电解液经过处理后仍具有使用价值，相当于一种可以保值的‘半永久’产品。”

值得一提的是，全钒氧化还原液流电池除了具有安全、可循环利用的优势外，寿命周期相对更长，目前建设的储能电站使用寿命可达15年左右。“全钒氧化还原液流电池储能电站建设成本较高，但千瓦时电成本可能低于锂离子电池。”匡仁说。原材料成本波动。虽然全钒液流电池具有突出的优势，但作为稀有金属，钒的原料成本是限制全钒液流电池发展的重要因素。据了解，钒通常以化合物的形式存在于地壳中，其重要分布区域为中国、俄罗斯和南非，其中中国的钒资源约占全球总量的1/3。“在材料掌握上，全钒液流电池的关键材料钒在国内具有矿山产区优势，因此具有开发价值。”咨询公司EnergyTrend的研究经理卢说。事实上，钒的用途非常广泛，最重要的应用是在钢铁工业中。作为铁的合金元素，钒可以提高钢的硬度。早在2012年，国家发改委就发布了《钒钛资源综合利用及产业发展“十二五”规划》，提出了提高资源利用水平、淘汰落后产能的要求。“2018年钒的表现非常突出，一度涨到2017年价格的5、6倍。”匡仁说。之所以出现如此大幅的上涨，业内分析认为，一是因为2018年国家提高钢标，使得原料钒的需求大幅增加；二是由于国家环保政策“一刀切”，部分钒矿因环保不达标而关停，导致钒供应量减少。据记者了解，目前全钒液流电池储能电站的成本中，钒电解液的成本占到60%以上。“如果钒的价格能回到正常水平，降低成本将非常重要。”不过，钒的价格上涨也带动了钒矿开发商的热情。从市场来看，钒的供应近期有所回暖。邝振仁说，“从2018年底开始，钒的价格下降了。预测2019年钒价将继续下行，但未来仍要看政策和市场的综合表现。”产业链的形成还需要时间。资料显示，近年来全钒氧化还原液流电池的电成本大幅下降。2015年全钒液流电池储能电站电费约4500元。据预测，到2020年，电费将降至2000元。随着电池成本降低，技术优势明显，全钒液流电池离规模化发展还有多远？“全钒氧化还原液流电池研发时间比较短。目前国家对氧化还原液流电池的支持力度比较小。从科研经费和产业支持来看，国家对全钒液流电池的投入远远小于对锂离子电池的投入。像锂离子电池这种从材料到应用的完整产业链的形成还需要时间。”张华敏坦率地说。此外，记者了解到，由于钒在水中的溶解性，全钒氧化还原液流电池与锂离子电池和另一种储能“热点”全固态电池相比，始终存在能量密度低的缺点。电解质溶液导致相对较大的电池体积，这需要复杂的管道系统。所以液流电池不适合电动车等移动设备，仅限于固定储能。虽然它的应用仍然有限，但许多行业专家都对它表示了信心。“如果加大投入，全钒氧化还原液流电池在性能和成本控制上还有很大的发展空间，远没有触及‘天花板’。”张华敏说。鲁也认为，全钒氧化还原液流电池在低温或极端高温环境下会比锂离子电池、铅酸电池更安全可靠，仍有其特定的市场需求。

钒电池相比锂电池的优势在哪？未来能替代锂电池吗

请问，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。

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。别想着能用在手机上了，电动车也没啥指望。

不克服这个问题，未来不可能替代锂电池。

钒电池的优缺点

优缺点：

1）安全：液流电池作为水系电池更加安全。

2）成本：目前成本高于传统锂离子电池，但钒液流电池天然具有长时储能优势，综合成本后续降本空间较大，14年的价格远远高于现在，主要原因是从业的企业少。

3）寿命：钒液流电池在质量合格条件下25~30年，几乎无运维成本。

4）效率：锂离子电池可＞90%，液流电池约为80%左右。

介绍：

全钒氧化还原液流电池是一种蓄电池，利用钒离子在不同氧化态下的不同化学势能保存能量。

目前几种主流的储能方式中，压缩空气储能、抽水储能，虽然技术成熟，但是灵活性很差，难以适应真正的需求。而锂离子电池是功率型储能，在风光限电严重的地区，功率性储存的优势就不如钒液流电池的长时容量型储能技术了。

所以，在风光大幅度发展的情况下，具有充放电效率高、容量可以随着贮液罐的增加而提高、电解液可以循环使用等优点的钒电池应运发展。

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