日ri前qian
，美mei國guo哈ha佛fo大da學xue的de研yan究jiu團tuan隊dui研yan發fa出chu了le一yi種zhong新xin型xing的de液ye流liu電dian池chi。該gai團tuan隊dui表biao示shi，這zhe種zhong液ye流liu電dian池chi不bu僅jin可ke用yong於yu智zhi能neng手shou機ji領ling域yu，還hai可ke被bei用yong於yu包bao括kuo可ke再zai生sheng能neng源yuan在zai內nei的de新xin型xing能neng源yuan應ying用yong領ling域yu。 

 

實際上
，液流電池並非新技術
，早在上世紀60年nian代dai就jiu已yi經jing出chu現xian。與yu鋰li電dian池chi相xiang比bi，液ye流liu電dian池chi確que實shi有you一yi些xie優you勢shi。然ran而er，這zhe項xiang技ji術shu一yi直zhi處chu於yu研yan發fa階jie段duan，遲chi遲chi未wei能neng投tou入ru實shi際ji應ying用yong
，其qi原yuan因yin就jiu在zai於yu自zi身shen的de局ju限xian性xing。盡jin管guan遇yu到dao阻zu礙ai，但dan是shi探tan索suo仍reng要yao繼ji續xu，人ren類lei一yi邊bian使shi用yong相xiang對dui穩wen妥tuo的de新xin型xing電dian池chi技ji術shu，一yi邊bian也ye在zai不bu斷duan尋xun找zhao更geng加jia清qing潔jie的de能neng源yuan來lai提ti升sheng電dian池chi技ji術shu。

 

 

哈佛大學的團隊是由材料與能源科技教授Michael Aziz及化學與材料科學教授Roy Gordon所領導的。他們所研究的新型液流電池基於一種中性PH水溶液中的有機分子進行發電，其安全性與壽命皆優於目前的電池產品。

 

其實

，液流電池領域並不算“荒地”，上世紀60年代，鐵—鉻ge體ti係xi的de氧yang化hua還hai原yuan電dian池chi就jiu已yi經jing出chu現xian
，可ke看kan作zuo是shi全quan釩fan液ye流liu電dian池chi的de前qian身shen。經jing過guo多duo年nian的de研yan發fa，該gai技ji術shu已yi經jing取qu得de了le長chang足zu的de進jin步bu，並bing有you望wang投tou入ru商shang用yong。與yu鋰li離li子zi電dian池chi相xiang比bi
，這zhe種zhong液ye流liu電dian池chi確que實shi存cun在zai優you勢shi。

 

 

duiyuchunengxitonglaishuo，zuizhongyaodeyinsushidianlianghegonglv。tongchangqingkuangxia，fanyeliudianchikechengshoudegonglvqujueyudianduidaxiao

，erdianliangdeduoshaozeyuchunengguandedaxiaochengzhengbi。wulungongchengxiangmuduichunengxitongtichuzenyangdeyaoqiu，shejizhedoukeyilinghuodizuochuxiangyingdeshejibingqienenggousuishijinxingtiaozheng。

上圖為液流電池結構圖

 

反(fan)觀(guan)鋰(li)離(li)子(zi)電(dian)池(chi)，則(ze)是(shi)將(jiang)儲(chu)能(neng)材(cai)料(liao)塗(tu)在(zai)集(ji)流(liu)體(ti)表(biao)麵(mian)形(xing)成(cheng)電(dian)極(ji)
，其(qi)工(gong)藝(yi)及(ji)性(xing)能(neng)都(dou)是(shi)固(gu)定(ding)的(de)，很(hen)難(nan)根(gen)據(ju)具(ju)體(ti)項(xiang)目(mu)進(jin)行(xing)調(tiao)整(zheng)。兩(liang)相(xiang)對(dui)比(bi)之(zhi)下(xia)

，液(ye)流(liu)電(dian)池(chi)的(de)優(you)勢(shi)顯(xian)而(er)易(yi)見(jian)。

 

gengzhongyaodeshi，yeliudianchijuyoukekuozhanxing。yeliudianchibuguancunchuliangruhe，jiegouhekongzhifangfajihudouyiyang，zhiyaojiangchunengdianjieyehunhejunyun，jiukeyibaozhengSOC（充放電深度）一致。

 

如想製造同樣規模的鋰電池，則需要堆疊電池數量，同時運用極為複雜的BMS（電池管理係統）來管理每節電池的溫度及SOC。稍有不慎，過充、過放
、過熱都會導致電池報廢甚至引發危險，這也是為何智能手機電池有時會發生爆炸的重要原因。

 

 

目前市麵上的鋰電池壽命約為1000~5000次。其主要儲能原理是在固態電極上的嵌入和脫嵌，此種方式極易產生裂紋從而使電池壽命終結。

 

yeliudianchidechongfangdianjilizeshijiyuhuahejiadebianhua
，erfeiputongdianchidewulibianhua，guershiyongshoumingjichang。erqiequanfanyeliudianchiyouyuzhengfujizhijiangezhelizijiaohuanmo

，bimianlezhengfudianjieyeyinhunheerfashengjiaochaganrandekeneng，xiangjiaoyuqitayeliudianchishouminggengchang。

 

 

正如第一點中所提到的

，液流電池的特性使其安全性能得以保障。無起火或爆炸隱患
，即使遭遇大電流也不會有什麼安全問題。

 

此外
，液流電池能量效率高達75%~80%，啟動速度隻需0.02s，且電池部件多為廉價的碳材料
，無需貴金屬作催化劑。

 

目前，全球範圍內生產全釩液流電池的企業主要包括美國UniEnergy Technologies公司
、奧地利Gildemeister公司、日本住友電工公司以及中國大連融科儲能技術發展有限公司。

 

其中，融科儲能公司累計實現全釩液流電池裝機容量超過12MW，占世界總裝機量的40%，而且還擁有世界上第一套實際並網運行的5MW級大型工業儲能裝置。這意味著中國各項指標都處於國際領先水平。

 

盡(jin)管(guan)液(ye)流(liu)電(dian)池(chi)有(you)如(ru)此(ci)多(duo)的(de)優(you)勢(shi)
，且(qie)有(you)一(yi)定(ding)規(gui)模(mo)的(de)生(sheng)產(chan)和(he)應(ying)用(yong)，但(dan)目(mu)前(qian)並(bing)未(wei)看(kan)到(dao)其(qi)大(da)規(gui)模(mo)的(de)投(tou)入(ru)商(shang)用(yong)和(he)進(jin)入(ru)消(xiao)費(fei)級(ji)市(shi)場(chang)
，原(yuan)因(yin)在(zai)於(yu)液(ye)流(liu)電(dian)池(chi)自(zi)身(shen)存(cun)在(zai)的(de)局(ju)限(xian)性(xing)頗(po)多(duo)。

 

 

作zuo為wei儲chu能neng係xi統tong，液ye流liu電dian池chi在zai風feng電dian等deng大da型xing儲chu能neng領ling域yu尚shang處chu試shi驗yan階jie段duan，商shang用yong就jiu更geng是shi難nan以yi企qi及ji。上shang文wen哈ha佛fo大da學xue研yan究jiu的de新xin型xing液ye流liu電dian池chi亦yi處chu於yu研yan發fa階jie段duan
，可ke以yi先xian探tan究jiu目mu前qian已yi有you的de液ye流liu電dian池chi中zhong主zhu要yao的de釩fan係xi電dian池chi存cun在zai怎zen樣yang的de局ju限xian性xing。

 

從理論上來講，釩的化合物可以作為添加劑，放入現有的鋰電池中
，這就類似於石墨烯的用途。

 

然而，釩電池正極液中五價釩離子在溫度高於45度du的de情qing況kuang下xia，會hui析xi出chu一yi種zhong名ming為wei五wu氧yang化hua二er釩fan的de劇ju毒du物wu質zhi。該gai物wu質zhi的de沉chen澱dian會hui堵du塞sai流liu道dao，包bao覆fu碳tan氈zhan纖xian維wei，惡e化hua電dian堆dui性xing能neng，最zui終zhong致zhi使shi電dian池chi報bao廢fei。更geng重zhong要yao的de是shi，五wu氧yang化hua二er釩fan這zhe種zhong劇ju毒du物wu質zhi可ke能neng會hui造zao成cheng嚴yan重zhong的de後hou果guo。

 

此外，全釩液流電池需投入極高成本。比如一個5千瓦的液流電池

，共計需投入40.6萬的主材料成本


，還要額外投入次要材料及人力成本。

 

最後，液流電池能量密度極低
，大概隻有40Wh/kg，加之此類電池呈液態，因而占地麵積大。

 

基於以上局限性，液流電池很難大規模應用，更難實現商業化。

 

對dui液ye流liu電dian池chi的de探tan索suo代dai表biao了le人ren類lei不bu斷duan尋xun找zhao新xin能neng源yuan的de決jue心xin，隻zhi是shi目mu前qian這zhe種zhong技ji術shu還hai不bu夠gou成cheng熟shu。相xiang比bi之zhi下xia
，石shi墨mo烯xi電dian池chi技ji術shu比bi較jiao穩wen妥tuo
，已yi在zai智zhi能neng設she備bei中zhong有you所suo應ying用yong
，而er人ren類lei也ye在zai不bu斷duan尋xun找zhao更geng加jia清qing潔jie的de能neng源yuan用yong於yu發fa電dian。

 

在當今的新興電池技術中，石墨烯電池技術算是比較穩妥的。去年年底，華為在第57屆日本電池大會上推出了首個應用了石墨烯技術的鋰離子電池。這種電池借助了新型的耐高溫技術，可將鋰離子電池的上限溫度提高10度，其使用壽命也達到了普通鋰離子電池的2倍。

 

xiangbiyushangchuyanfazhongdexinxingyeliudianchi
，shimoxisihugengkaopuyixie。dangran，shimoxibenshenyecunzaizheyixiejuxianxing，danbijingyijingzaizhinengshebeizhongdeyiyingyong。

 

yincijiumuqiandeqingkuanglaikan，shimoxihuizaixiayijieduangengduodibeiyingyongyutishengdianchijishuzhizhong。zaidianchijishufazhandedaolushang

，yicuerjiushixingbutongde，ertongguowentuode、成熟的技術逐漸進行過渡，應該會取得更好的效果。

 

dangran，zhebingbushishuodianchijishulingyukeyiweiqiuwentuoertingzhibuqian。xiangfan
，weileshidianchijishubuzaichengweiyidongshidaifazhandezuli，yinggaigengdadandiquliyongyiqiekenengliyongdenengyuanweidianchijishudejinbutigongdongli。xianzaiyijingyouxiangguandeyanjiu，bingqieyequdelejinzhan。

 

比(bi)如(ru)日(ri)前(qian)美(mei)國(guo)賓(bin)夕(xi)法(fa)尼(ni)亞(ya)大(da)學(xue)的(de)科(ke)研(yan)團(tuan)隊(dui)研(yan)製(zhi)出(chu)了(le)新(xin)的(de)發(fa)電(dian)方(fang)法(fa)



，利(li)用(yong)化(hua)石(shi)燃(ran)料(liao)發(fa)電(dian)廠(chang)排(pai)放(fang)的(de)二(er)氧(yang)化(hua)碳(tan)與(yu)空(kong)氣(qi)中(zhong)的(de)二(er)氧(yang)化(hua)碳(tan)形(xing)成(cheng)的(de)濃(nong)度(du)差(cha)發(fa)電(dian)。這(zhe)種(zhong)名(ming)為(wei)“流動單元”的裝置產生的平均功率密度為0.82瓦/平方米

，高於以前近似方法獲得值的200倍左右。該研究成果已發表在最新一期的《環境科學和技術》雜誌上。

 

無獨有偶，芬蘭科學家也在研究如何利用動能、熱能及太陽能為設備供電方麵取得了一些進展。研究人員研發了一種名為KBNNO的鐵電材料
，將熱量及壓力轉化為電力。芬蘭University of Oulu（盧奧大學）的研究人員則利用鈣鈦礦晶體結構從多個能量源中提取能量
，並希望能夠通過研究收集到更多的能量。

 

這zhe種zhong設she備bei的de製zhi造zao過guo程cheng並bing不bu複fu雜za，一yi旦dan找zhao到dao了le最zui佳jia材cai料liao，在zai之zhi後hou的de幾ji年nian就jiu有you可ke能neng將jiang這zhe一yi技ji術shu投tou入ru商shang用yong。如ru果guo這zhe種zhong設she想xiang得de以yi實shi現xian，我wo們men可ke能neng不bu必bi再zai將jiang移yi動dong設she備bei插cha入ru插cha座zuo上shang充chong電dian，而er是shi從cong自zi然ran能neng量liang中zhong獲huo得de源yuan源yuan不bu斷duan的de電dian力li，實shi現xian真zhen正zheng的de能neng源yuan清qing潔jie。

 

通過以上成果可以作樂觀的預測

，未來在電池領域將會出現更多的新技術，它們可以提升電池的利用率
、續(xu)航(hang)能(neng)力(li)等(deng)要(yao)素(su)。在(zai)電(dian)池(chi)技(ji)術(shu)乃(nai)至(zhi)任(ren)何(he)一(yi)種(zhong)技(ji)術(shu)的(de)發(fa)展(zhan)道(dao)路(lu)上(shang)，既(ji)需(xu)要(yao)穩(wen)妥(tuo)成(cheng)熟(shu)的(de)前(qian)行(xing)，也(ye)需(xu)要(yao)大(da)膽(dan)前(qian)衛(wei)的(de)創(chuang)新(xin)，二(er)者(zhe)結(jie)合(he)才(cai)可(ke)能(neng)更(geng)好(hao)地(di)推(tui)動(dong)移(yi)動(dong)時(shi)代(dai)的(de)進(jin)一(yi)步(bu)發(fa)展(zhan)。