全釩液流電池（VRFB）循環(huán)裝置的工作原理基于釩離子在電解質(zhì)溶液中的氧化還原反應(yīng)。該系統(tǒng)主要由兩個(gè)獨(dú)立的電解液儲(chǔ)存罐、電池堆、循環(huán)泵、管道以及控制系統(tǒng)組成。
電解液儲(chǔ)存罐中分別裝有正負(fù)極電解液，通常為釩鹽溶液。電池堆內(nèi)部由隔膜分隔的正負(fù)極電池單元組成，隔膜允許離子通過(guò)但阻止電子流動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)電荷的傳遞。當(dāng)電池放電時(shí)，正極電解液中的釩離子V^2+在陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)，釋放出電子；同時(shí)，負(fù)極電解液中的釩離子V^3+在陰極接受電子，還原為V^2+。這個(gè)過(guò)程產(chǎn)生了電流，為外部電路供電。
充電時(shí)，外部電源驅(qū)動(dòng)電流流向電池堆，使得V^3+在陽(yáng)極還原為V^2+，同時(shí)V^2+在陰極氧化為V^3+。這樣，電池就被重新充滿電。
循環(huán)泵將正負(fù)極電解液輸送到電池堆，通過(guò)管道連接，確保電解液在電池堆內(nèi)循環(huán)流動(dòng)，維持反應(yīng)的進(jìn)行。控制系統(tǒng)監(jiān)測(cè)和調(diào)節(jié)電解液的流量、電池電壓和溫度等參數(shù)，確保電池系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。
VRFB的關(guān)鍵優(yōu)勢(shì)在于其可分離的能量和功率特性，即電解液的能量密度決定了儲(chǔ)能容量，而電池堆的功率密度決定了輸出功率。這種設(shè)計(jì)使得VRFB在大規(guī)模儲(chǔ)能應(yīng)用中具有很高的靈活性和可擴(kuò)展性。此外，VRFB的循環(huán)壽命長(zhǎng)，能夠承受數(shù)千次充放電循環(huán)而不顯著衰減，非常適合長(zhǎng)期儲(chǔ)能需求。
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