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「干货分享」——液流电池中几个重要参数科普

「干货分享」——液流电池中几个重要参数科普 华若汀电能先锋
2024-02-16
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前言

电池中有很多参数能直接反应性格高低。本文简洁的介绍了液流电池中具有代表性质的全钒液流电池的几个关键性能参数,旨在让大家快速了解液流电池的相关知识。


电解质的理论容量,是指单位体积电解液中所存储的电荷量。




n
代表氧化还原反应中转移的电子数,代表氧化还原电解质的浓度,代表法拉第常数。电池的能量密度是液流电池中最重要的性能参数之一。

理论的能量密度的计算如下:



Ct
,代表正负极电解液中较低的理论容量,V代表电池电压,μv代表体积因子(μv=1+正负极电解质中较低理论容量/正负极电解质中较高理论容量)。由此可见,电池的能量密度是由电池电压和电解质容量同时决定的。

功率密度是指电池在单位电极面积上能提供的功率大小,是电池系统里另外一个重要的性能参数,计算方式如下:


I
代表放电电流,V代表输出电压,代表电极面积。影响电池功率密度大小的因素是多方面的,例如电池电压、电解液的导电性、隔膜的内阻、所处温度和电解液的流速等等。

电流密度是电池单位电极面积所提供的电流大小,通常以毫安/厘米²(mA/cm²)表示,是通过将电流除以电极表面积计算得到的。在不同的电流密度条件下,电池的电流效率、电压效率和能量效率会有所不同。这些效率参数在电池系统中扮演着重要角色。


能量效率(EE)=电流效率(CE)×电压效率(VE)


电流效率又称为库仑效率,指的是放电和充电过程中电子转移的比率,或者是放电容量与充电容量的比值。在充放电过程中,正负极电解质的交叉污染可能导致电流效率下降。


电压效率是放电电压与充电电压的平均比值。


能量效率是放电输出能量与充电存储能量的比值。电压效率和能量效率与整个电池系统的电阻密切相关。


电池的容量保持率是液流电池循环寿命的指标,表示每个循环或单位时间内电池容量保持的平均百分比。容量保持率越高,循环寿命越长,这对液流电池的实际应用至关重要。容量保持率受正负电解质的化学稳定性、电化学稳定性和跨膜扩散速率的影响。


因此,设计稳定性高的正负电解质分子并解决电解质跨膜扩散问题对于长寿命液流电池至关重要。



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