2.2.2 液流电池技术类型简介[9]

从理论上讲,有离子价态变化的离子对可以组成多种液流电池。图2-2给出了部分可能组成液流电池的活性电对及其半电池电压,如Fe2+/Fe3+/Cr2+/Cr3+、Br+/Br2/Zn2+/Zn、Ni2+/Ni3+/Zn2+/Zn、V4+/V5+/V3+/V2+、Fe2+/Fe3+/V3+/V2+等。

图2-2 可能组成液流电池的活性电对及其半电池电压

自20世纪70年代以来,人们探索研究了多种液流电池。根据正负极电解质活性物质采用的氧化还原活性电对的不同,液流电池可分为全钒液流电池、锌/溴液流电池、锌/氯液流电池、锌/铈液流电池、锌/镍液流电池、多硫化钠/溴液流电池、铁/铬液流电池、钒/多卤化物液流电池等。根据正负极电解质活性物质的形态,液流电池又可细分为液/液型液流电池和沉积型液流电池。电池正负极电解质溶液均为溶液状态的液流电池为液/液型液流电池,例如全钒液流电池、多硫化钠/溴液流电池、铁/铬液流电池、钒/多卤化物液流电池。沉积型液流电池是指在充放电过程中伴有沉积反应发生的液流电池。沉积型液流电池在充放电过程中,溶液中的活性物质随着电子得失由溶液中沉积到固相表面,或者从固体电极表面溶解进入液相。沉积型液流电池根据反应的特点,可分为半沉积型液流电池和全沉积型液流电池。电池正负极电解质溶液中只有一侧发生沉积反应的液流电池,称为半沉积型液流电池或单液流电池,例如:锌/溴液流电池、锌/镍液流电池。电池正负极电解质溶液都发生沉积反应的液流电池为全沉积型液流电池,例如铅酸液流电池。

表2-1给出了按正负极电解质活性物质形态的液流电池的分类。以下就几种典型液流电池的工作原理及技术发展作详细介绍。

表2-1 液流电池分类、特点及代表技术