液流電池是壹種正、負極活性物質均為液體的電化學電池,其液態活性物質既為電極活性材料,又為電解質溶液,被分別儲存在獨立的儲液罐中,通過外接管路與流體泵使電解質溶液流入電池堆內進行反應。
在機械動力作用下,液態活性物質在不同的儲液罐與電池堆的閉合回路中循環流動,采用離子交換膜作為電池組的隔膜,電解質溶液平行流過電極表面並發生電化學反應。系統通過雙極板收集和傳導電流,從而使得儲存在溶液中的化學能轉換成電能。這個可逆的反應過程使液流電池順利完成充電、放電和再充電。
鐵-鉻液流電池與其他電化學電池相比,具有明顯的技術優勢,具體優點如下。
(1)循環次數多,壽命長。鐵-鉻液流電池的循環壽命最低可達到10000次,與全釩液流電池持平,壽命遠遠高於鈉硫電池、鋰離子電池和鉛酸電池。
(2)無爆炸可能,安全性高。鐵-鉻液流電池的電解質溶液采用水性溶液,沒有爆炸風險。且電解質溶液儲存在兩個分離的儲液罐中,電池堆與儲液罐分離,在常溫常壓下運行,安全性高。
(3)電解質溶液毒性和腐蝕性相對較低,穩定性好。鐵-鉻液流電池的電解質溶液是含鐵鹽和鉻鹽的稀鹽酸溶液,毒性和腐蝕性相對較低。
(4)環境適應性強,運行溫度範圍廣。相比其他液流電池,鐵-鉻液流電池的運行溫度更加寬,電解質溶液可在-20~70 ℃全範圍啟動。
(5)儲罐設計,無自放電。電能儲存在電解質溶液內,而電解質溶液存儲在儲罐裏,因此不存在自放電現象,尤其適用於做備用電源等。
(6)定制化設計,易於擴容。鐵-鉻液流電池的額定功率和額定容量是獨立的,功率大小取決於電池堆,容量大小取決於電解質溶液,可以根據用戶需求進行功率和容量的量身定制。在對功率要求不變的情況下,只需要增加電解質溶液即可擴容,十分簡便。
(7)模塊化設計,系統穩定性與可靠性高。鐵-鉻液流電池系統采用模塊化設計,以250 kW壹個模塊為例,壹個模塊是由8個電池堆放置在壹個標準集裝箱內,因此電池堆之間壹致性好,系統控制簡單,性能穩定可靠。