2.2.4 钒/多卤化物液流电池

全钒液流电池能量密度低、电池体积庞大等特点成为限制其应用的一个重要因素。为解决上述问题，澳大利亚新南威尔士大学M.Skyllas-Kazacos研究团队提出了钒/溴液流电池体系［13］。该液流电池体系提高了电解质溶液的浓度，进而提高了电池系统能量密度。在该体系中，电池正负极分别采用Br/ClBr₂（Cl/BrCl₂）和VBr₂/VBr₃电对。其中，V2+在该电解液中溶解度较高，可以达到3～4mol/L，从而使钒/溴液流电池体系的能量密度达到50Wh/kg。但在该电池体系在充电过程中会产生单质溴，具有严重的腐蚀性以及环境污染等问题，导致电池的安全性大大降低。为解决这一问题，该团队又提出钒/多卤化物液流电池，该电池用多卤离子代替多溴离子，进而解决了单质溴所导致的一系列问题。该团队将钒/多卤化物电池称之为第二代全钒液流电池［14］。该体系液流电池将原来全钒液流电池正极的电对替换为电对，负极则采用VCl₂/VCl₃电对。

钒/多卤化物液流电池正极发生的电化学反应为

负极发生的电化学反应为

电池总反应为

钒/多卤化物液流电池的能量密度虽然得到了提高，但该体系中含有多种活性物质，电解液易发生交叉污染，进而导致电池容量衰减速率增加、能量效率降低等问题；同时，该体系中溴等卤化物具有强腐蚀性、挥发性，易对环境造成污染。如果不解决这些问题，钒/多卤化物液流电池很难得到实际的推广应用。