钒电池与锂离子电池的比较

钒电池也叫全钒液流电池，是可以作为大容量储能电站的电池，目前是储能电池领域比较热门的一种电池，发展潜力是很大的。

下面是钒电池与锂离子电池的比较

1、钒电池与锂离子电池工作原理的不同

全钒液流电池是将具有不同价态的钒离子溶液分别作为正极和负极的活性物质，分别储存在各自的电解液储罐中。在对电池进行充、放电实验时，电解液通过泵的用途，由外部贮液罐分别循环流经电池的正极室和负极室，并在电极表面发生氧化和还原反应，实现对电池的充放电。

锂离子电池实际上是一种锂离子浓差电池，正负电极由两种不同的锂离子嵌入化合物组成。充电时，Li+从正极脱嵌经过电解质嵌入负极，负极处于富锂态，正极处于贫锂态，同时电子的补偿电荷从外电路供给到碳负极，保证负极的电荷平衡。放电时则相反，Li+从负极脱嵌，经过电解质嵌入正极，正极处于富锂态。在正常充放电情况下，锂离子在层状结构的碳材料和层状结构氧化物的层间嵌入和脱出，一般只引起层面间距变化，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看，锂离子电池反应是一种理想的可逆反应。

2、钒电池能量存储于电解液中，新增电解液储罐的体积或者提高电解液的浓度均可新增电池容量。即关于相同功率输出的钒电池，可根据需求任意调整容量，非常适合大容量储能应用；锂离子电池容量则是与正负极材料有关。

3、钒电池输出功率由电池堆中参与反应的面积决定，可通过新增或减少单电池和不同电池组串连和并联调整满足不同功率需求，目前美国商业化示范运行的钒电池的功率已达6000kW；锂离子电池很难做到那么大的储能容量；

4、钒电池充放电不涉及固相反应，电解液的理论使用寿命无限，可以长期使用；锂离子电池涉及固相反应，电解液使用寿命有限；

5、钒电池反应速度快，可在瞬间启动，在运行过程中充放电状态切换只要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，充放电状态下电池正、负极活性物质均为液相，不会出现镍氢电池、锂离子电池等蓄电池因电极上枝状晶体的生长而将隔膜刺破导致电池短路的危险；

7、钒电池能量的存储量可以精确地测量出来；锂离子电池不能。

8、钒电池可以通过新增电解液或更换电解液的方式新增系统运行时间。通过更换电解液，可实现瞬间再充电，类似于汽车加油；锂离子电池做不到。

9、钒电池系统使用寿命长，充放循环寿命可超过10000次，远远高于锂离子电池的寿命。目前加拿大VRBPowerSystems商业化示范运行时间最长的钒电池模块已正常运行超过9年，充放循环寿命超过18000次；

10、钒电池安全性高：钒电池无潜在的爆炸或着火危险，即使将正、负极电解液混合也无危险，只是电解液温度略有升高；锂离子电池有潜在的爆炸或着火危险。

11/钒电池除离子膜外，材料价格便宜，来源丰富，不要贵金属作电极催化剂，成本低。锂离子电池价格较贵，资源稀缺，要使用贵金属。

12、钒电池电解液可长期使用，没有污染排放，对环境友好;锂离子电池电解液不可循环使用，有一定的污染。

钒电池存在的问题

目前钒电池存在的技术问题重要有两个，第一，钒电池正极液中的五价钒在静置或温度高于45摄氏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摄氏度。第二，石墨极板要被正极液刻蚀，假如用户操作得当，石墨板能使用两年，假如用户操作不当，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。

从环保的角度来说，钒电池压根就不环保，配制电解液用到的原料、正极沉淀以及泄漏的正极液经风干后形成的薄层都有相同相同东西，那就是五氧化二钒，它是一种剧毒化学品。