當(dāng)鋰離子電池在固定儲(chǔ)能領(lǐng)域占據(jù)主導(dǎo)地位時(shí)，越來(lái)越多的產(chǎn)業(yè)企業(yè)正積極開(kāi)發(fā)不同的技術(shù)以提升自身競(jìng)爭(zhēng)力，為市場(chǎng)帶來(lái)更具競(jìng)爭(zhēng)力的儲(chǔ)能系統(tǒng)。在鋰離子電池的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手中，氧化還原硫電池(Redox Flow Battery, 氧化還原硫電池)是目前進(jìn)入市場(chǎng)的主要競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手之一。
最近，IDTechEx從技術(shù)和市場(chǎng)的角度對(duì)氧化還原硫電池進(jìn)行了深入的分析，評(píng)估了它們應(yīng)對(duì)不斷發(fā)展的固定儲(chǔ)能市場(chǎng)的潛力。
很明顯，鋰離子電池將在不久的將來(lái)占據(jù)主導(dǎo)地位，目前，鋰離子電池已經(jīng)展現(xiàn)了在占領(lǐng)儲(chǔ)能市場(chǎng)份額的不俗勢(shì)力，這推動(dòng)儲(chǔ)能行業(yè)走向新的篇章。
鋰離子電池具有體積大和能量密度大的優(yōu)勢(shì)，這使得這項(xiàng)技術(shù)非常適合解決電動(dòng)汽車(chē)市場(chǎng)。在電動(dòng)汽車(chē)市場(chǎng)成本下降的推動(dòng)下，該技術(shù)在固定儲(chǔ)能市場(chǎng)、供電側(cè)(FTM)和需求側(cè)(BTM)應(yīng)用領(lǐng)域也開(kāi)始具有競(jìng)爭(zhēng)力。
圖1:供應(yīng)側(cè)及需求側(cè)的電網(wǎng)示意圖，來(lái)源:IDTechEx
儲(chǔ)能市場(chǎng)的能力可以從表后使用的少數(shù)kWs功率范圍轉(zhuǎn)換到表前應(yīng)用的MWs功率輸出。
這些特性使得鋰離子電池極具競(jìng)爭(zhēng)力，盡管市場(chǎng)上亦有出現(xiàn)其他儲(chǔ)能技術(shù)，但鋰離子電池的優(yōu)勢(shì)仍然很難被挑戰(zhàn)。
雖然鋰離子電池在儲(chǔ)能市場(chǎng)具有巨大優(yōu)勢(shì)，但鋰離子電池所采用的危險(xiǎn)材料如果不小心處理，就容易起火。此外，這些系統(tǒng)一旦點(diǎn)燃就很難熄滅。PSA集團(tuán)與消防部門(mén)合作，設(shè)計(jì)了一種特殊的解決方案，可以在發(fā)生點(diǎn)火情況時(shí)，對(duì)電池堆進(jìn)行注水，并輕松撲滅火災(zāi)。
除了火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)于固定的儲(chǔ)能應(yīng)用而言，鋰離子電池相比其他設(shè)備循環(huán)壽命更短(約10,000個(gè)循環(huán))，比如氧化還原硫電池就可提供超過(guò)20,000個(gè)循環(huán)。
因此，盡管能量密度較低，但氧化還原硫電池循環(huán)壽命更長(zhǎng)，化學(xué)成分更安全，使該技術(shù)非常適合靜止應(yīng)用。
與鋰離子電池不同，氧化還原液流動(dòng)電池的工作原理是在電極上流動(dòng)兩種液體，即電解質(zhì)。這樣，電解質(zhì)中所含的電活性物質(zhì)在電極表面發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生電。因此，電解質(zhì)的量越大，電池中儲(chǔ)存的能量就越大。氧化還原硫電池的功率輸出由電極堆的大小和化學(xué)反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)來(lái)定義。
因此，氧化還原硫電池的另一個(gè)優(yōu)勢(shì)是能量和功率的解耦，這使得這種系統(tǒng)的定制更加簡(jiǎn)單。
圖2:氧化還原硫電池的爆炸表示，顯示不同的組成。資料來(lái)源:用于儲(chǔ)能的模塊化氧化還原硫電池的設(shè)計(jì)、構(gòu)造和性能的工程方面，L.F. Arenas, C. Ponce de Leon, F.C. Walsh，《儲(chǔ)能雜志》(2017)。
此外，氧化還原硫電池循環(huán)壽命更長(zhǎng)(氧化還原硫電池 >25000;鋰離子 < 10,000）與鋰離子電池相比，它的存儲(chǔ)成本要低得多。
雖然氧化還原硫電池具有良好的發(fā)展前景，但高技術(shù)資金成本仍然是該技術(shù)進(jìn)入市場(chǎng)的主要限制。
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