液流電池是由Thaller于1974年提出的一種新型的蓄電池，由電堆單元、電解液、電解液存儲供給單元以及管理控制單元等部分構(gòu)成。它利用正負(fù)極電解液分開，各自循環(huán)，具有容量高、使用領(lǐng)域廣、循環(huán)使用壽命長的特點(diǎn)，是一種新能源產(chǎn)品。氧化還原液流電池是一種大型電化學(xué)儲能裝置，正負(fù)極全使用釩鹽溶液的稱為全釩液流電池，簡稱釩電池。當(dāng)電池荷電狀態(tài)為100%時(shí)，其開路電壓可達(dá)1.5V。液流電池的發(fā)展為能源領(lǐng)域提供了新的選擇，具有廣闊的應(yīng)用前景。
概述
液流電池是由Thaller（NASA Lewis Research Center, Cleveland, United States ）于1974年提出的一種電化學(xué)儲能技術(shù)。液流儲能電池系統(tǒng)由電堆單元、電解質(zhì)溶液及電解質(zhì)溶液儲供單元、控制管理單元等部分組成。液流電池系統(tǒng)的核心是由電堆和（電堆是由數(shù)十節(jié)進(jìn)行氧化還原反應(yīng)）和實(shí)現(xiàn)充、放電過程的單電池按特定要求串聯(lián)而成的，結(jié)構(gòu)與燃料電池電堆相似。
液流電池通過正、負(fù)極電解質(zhì)溶液活性物質(zhì)發(fā)生可逆氧化還原反應(yīng)（即價(jià)態(tài)的可逆變化）實(shí)現(xiàn)電能和化學(xué)能的相互轉(zhuǎn)化。充電時(shí)，正極發(fā)生氧化反應(yīng)使活性物質(zhì)價(jià)態(tài)升高，負(fù)極發(fā)生還原反應(yīng)使活性物質(zhì)價(jià)態(tài)降低，放電過程與之相反。與一般固態(tài)電池不同的是，液流電池的正極和（或）負(fù)極電解質(zhì)溶液儲存于電池外部的儲罐中，通過泵和管道輸送到電池內(nèi)部進(jìn)行反應(yīng)。
工作原理
液流電池一種新的蓄電池，液流電池是利用正負(fù)極電解液分開，各自循環(huán)的一種高性能蓄電 池，具有容量高、使用領(lǐng)域（環(huán)境）廣、循環(huán)使用壽命長的特點(diǎn)，是目前的一種新能源產(chǎn)品。氧化還原液流電池是一種正在積極研制開發(fā)的新型大容量電化學(xué)儲能裝置，它不同于通常使用固體材料電極或氣體電極的電池，其活性物質(zhì)是流動的電解質(zhì)溶液，它最顯著特點(diǎn)是規(guī)?；铍?，在廣泛利用可再生能源的呼聲高漲形勢下，可以預(yù)見，液流電池將迎來一個(gè)快速發(fā)展的時(shí)期。
目前，液流電池普遍應(yīng)用的條件尚不具備，對許多問題尚需進(jìn)行深入的研究。循環(huán)伏安測試表明：石墨氈具有良好導(dǎo)電性、機(jī)械均一性、電化學(xué)活性、耐酸且耐強(qiáng)氧化性，是一種較好的電極材料，與石墨棒和各種粉體材料相比，更適合用于液流電池的研究和應(yīng)用。論文對采用的石墨氈電極分別進(jìn)行了未處理、熱處理、酸熱處理。借助于掃描電鏡，觀察了三種處理方式的石墨氈表面形貌的差異，熱處理和酸熱處理能除去石墨氈表面的 雜質(zhì)和影響電化學(xué)反應(yīng)的污染物，使石墨氈表面干凈平整，石墨氈的表面狀況得到明顯改善。交流阻抗實(shí)驗(yàn)表明，與未處理石墨氈相比，經(jīng)過熱處理、酸熱處理石墨氈的電阻明顯減小，證實(shí)了活化處理對石墨氈表面狀況的改善，使石墨氈材料得到改性，降低了電阻，增強(qiáng)了電化學(xué)活性。
電池的正極和負(fù)極電解液分別裝在兩個(gè)儲罐中，利用送液泵使電解液通過電池循環(huán)。在電堆內(nèi)部，正、負(fù)極電解液用離子交換膜（或離子隔膜）分隔開，電池外接負(fù)載和電源。液流電池技術(shù)作為一種新型的大規(guī)模高效電化學(xué)儲能（電）技術(shù)，通過反應(yīng)活性物質(zhì)的價(jià)態(tài)變化實(shí)現(xiàn)電能與化學(xué)能相互轉(zhuǎn)換與能量存儲。在液流電池中，活性物質(zhì)儲存于電解液中，具有流動性，可以實(shí)現(xiàn)電化學(xué)反應(yīng)場所（電極）與儲能活性物質(zhì)在空間上的分離，電池功率與容量設(shè)計(jì)相對獨(dú)立，適合大規(guī)模蓄電儲能需求。與普通的二次電池不同，液流電池的儲能活性物質(zhì)與電極完全分開，功率和容量設(shè)計(jì)互相獨(dú)立，易于模塊組合和電池結(jié)構(gòu)的放置；電解液儲存于儲罐中不會發(fā)生自放電；電堆只提供電化學(xué)反應(yīng)的場所，自身不發(fā)生氧化還原反應(yīng)；活性物質(zhì)溶于電解液，電極枝晶生長刺破隔膜的危險(xiǎn)在液流電池中大大降低；同時(shí)，流動的電解液可以把電池充電/放電過程產(chǎn)生的熱量帶走，避免由于電池發(fā)熱而產(chǎn)生的電池結(jié)構(gòu)損害甚至燃燒。
主要材料
鋅溴電池屬于液流儲能電池的一種。根據(jù)活性物質(zhì)不同，研究較多的液流電池有鋅溴電池、多硫化鈉/溴電池及全釩液流電池三種。當(dāng)前國內(nèi)有少數(shù)幾家公司在做該項(xiàng)技術(shù)的研發(fā)。
鋅溴電池在造價(jià)上具有與生俱來的優(yōu)勢，因?yàn)閺膬δ茈姵氐钠毡槌杀究矗?a href="/hebeideji/7266692032856866851.html">電解液成本占到總成本的30%，所以電解液成分的價(jià)格在很大程度上決定了電池的整體造價(jià)。而鋅溴電池的電解液成分為鋅和溴，其中鋅是一種很常見的金屬，容易大量獲取而且價(jià)格較低，而另一種成分溴更是常見，甚至在污水中就能提取。這個(gè)先天性的特質(zhì)決定了鋅溴電池在成本方面具有的優(yōu)勢。
特點(diǎn)
與其它儲能電池相比，全釩液流電池有以下特點(diǎn)：①電池的輸出功率取決于電堆的大小和數(shù)量，儲能容量取決于電解液容量和濃度，因此它的設(shè)計(jì)非常靈活，要增加輸出功率，只要增加電堆的面積和電堆的數(shù)量，要增加儲能容量，只要增加電解液的體積；②全釩液流電池的活性物質(zhì)為溶解于水溶液的不同價(jià)態(tài)的釩離子，在全釩液流電池充、放電過程中，僅離子價(jià)態(tài)發(fā)生變化，不發(fā)生相變化反應(yīng)，充放電應(yīng)答速度快；③電解質(zhì)金屬離子只有釩離子一種，不會發(fā)生正、負(fù)電解液活性物質(zhì)相互交叉污染的問題，電池使用壽命長，電解質(zhì)溶液容易再生循環(huán)使用；④充、放電性能好，可深度放電而不損壞電池，自放電低。在系統(tǒng)處于關(guān)閉模式時(shí)，儲罐中的電解液無自放電現(xiàn)象；⑤液流電池選址自由度大，系統(tǒng)可全自動封閉運(yùn)行，無污染，維護(hù)簡單，操作成本低。⑥電解質(zhì)溶液為水溶液，電池系統(tǒng)無潛在的爆炸或著火危險(xiǎn)，安全性高；⑦電池部件多為廉價(jià)的炭材料、工程塑料，材料來源豐富，且在回收過程中不會產(chǎn)生污染，環(huán)境友好；⑧能量效率高，可達(dá)70%，性價(jià)比好；⑨啟動速度快，如果電堆里充滿電解液可在2 min內(nèi)啟動，在運(yùn)行過程中充放電狀態(tài)切換只需要0.02 s；⑩可實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確監(jiān)控電池系統(tǒng)荷電狀態(tài)（SOC），有利于電網(wǎng)進(jìn)行管理、調(diào)度。
全釩液流電池適用于調(diào)峰電源系統(tǒng)、大規(guī)模太陽能光伏電源系統(tǒng)、風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng)的儲能以及不間斷電源或應(yīng)急電源系統(tǒng)。目前國內(nèi)外全釩液流電池的主要生產(chǎn)企業(yè)有大連大連融科儲能技術(shù)發(fā)展有限公司公司（Rongke Power）、日本住友電氣工業(yè)公司（Sumitomo Electric Industries）和北京普能公司。
建設(shè)原則
液流電池是可再充電的燃料電池，其中包含一種或多種溶解的電活性元素的電解質(zhì)流過電化學(xué)電池，該化學(xué)電池將化學(xué)能直接可逆地轉(zhuǎn)換成電（電活性元素是“可以參與電極反應(yīng)的溶液中的元素”可以吸附在電極上“）。額外的電解質(zhì)通常儲存在外部，通常儲存在容器中，并且通常通過反應(yīng)器的電池（或多個(gè)電池）泵送，盡管重力供給系統(tǒng)也是已知的。通過更換電解質(zhì)液體（以與內(nèi)燃機(jī)的燃料箱相似的方式），同時(shí)回收用于重新通電的廢料，液流電池可以被快速“再充電”。
換句話說，液流電池就像電化學(xué)電池一樣，除了離子溶液（電解質(zhì)）不儲存在電極周圍的電池中。而是，離子溶液被儲存在電池外部，并且可以被供給到電池中以便發(fā)電。可以產(chǎn)生的總電量取決于儲罐的大小。
液流電池受電化學(xué)工程設(shè)計(jì)原則的制約。
優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)
氧化還原液流電池和較小程度的混合液流電池具有布局靈活（由于功率和能量成分分離）的優(yōu)點(diǎn)，循環(huán)壽命長（因?yàn)闆]有固體 - 固體相變），反應(yīng)快次，不需要“均衡”充電（電池的過度充電，以確保所有的電池單元具有相同的電荷）并且不會產(chǎn)生有害的發(fā)射。某些類型還提供簡單的充電狀態(tài)確定（通過電壓依賴于充電），低維護(hù)和故障容許度過度充電/過度放電。與諸如鋰離子，RFB和ARFB的固態(tài)可充電電池相比，可以在更高的電流和功率密度下工作。這些技術(shù)優(yōu)點(diǎn)使氧化還原液流電池成為大規(guī)模儲能的理想選擇。
不利的一面是，能量密度相差很大，但與一般便攜式電池（如鋰離子電池）相比，通常較低。
而且，與使用類似電解化學(xué)品的不可逆燃料電池或電解池相比，液流電池通常具有稍低的效率。
分類
液流電池根據(jù)電極活性物質(zhì)的不同，可以分為全釩液流電池、鋰離子液流電池和鉛酸液流電池等。
全釩液流電池是一種新型蓄電儲能設(shè)備，不僅可以用作太陽能、風(fēng)能發(fā)電過程配套的儲能裝置，還可以用于電網(wǎng)調(diào)峰。提高電網(wǎng)穩(wěn)定性，保障電網(wǎng)安全。
鋅溴電池屬于液流儲能電池的一種，它在造價(jià)上具有與生俱來的優(yōu)勢。
鋰離子液流電池是最新發(fā)展起來的一種化學(xué)儲能電池技術(shù)，它綜合了鋰離子電池和液流電池的優(yōu)點(diǎn)，是一種輸出功率和儲能容量被此獨(dú)立，能量密度大、成本較低的新型綠色可充電電池。
概述
全釩液流電池（VRB，也常簡稱為釩電池）于1985年由新南威爾士大學(xué)的Marria Kazacos提出。作為一種電化學(xué)系統(tǒng)，釩電池把能量儲存在含有不同價(jià)態(tài)釩離子氧化還原電對的電解液中。具有不同氧化還原電對的電解液分別構(gòu)成電池的正、負(fù)極電解液，正、負(fù)極電解液中間由離子交換膜隔開。通過外接泵把溶液從儲液槽壓入電池堆體內(nèi)完成電化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)后溶液又回到儲液槽，活性物質(zhì)不斷循環(huán)流動，由此完成充放電。
特點(diǎn)
與其他儲能電池相比，全釩液流電池有以下特點(diǎn)：
（1）輸出功率和儲能容量可控。
（2）安全性高。開發(fā)已有的電池系統(tǒng)主要以水溶液為電解質(zhì)，電池系統(tǒng)無潛在的爆炸或著火危險(xiǎn)。
（3）啟動速度快，如果電堆里充滿電解液可在2min內(nèi)啟動，在運(yùn)行過程中充放電狀態(tài)切換只需要0.02s。
（4）電池倍率性能好。全釩液流電池的活性物質(zhì)為溶解于水溶液的不同價(jià)態(tài)的釩離子，在全釩液流電池充、放電過程中，僅離子價(jià)態(tài)發(fā)生變化，不發(fā)生相變化反應(yīng)，充放電應(yīng)答速度快。
（5）電池壽命長。電解質(zhì)金屬離子只有釩離子一種，不會發(fā)生正，負(fù)電解液活性物質(zhì)相互交叉污染的問題，電池使用壽命長，電解質(zhì)溶液容易再生循環(huán)使用。
（6）電池自放電可控。在系統(tǒng)處F關(guān)閉模式時(shí)，儲罐中的電解液不會產(chǎn)生自放電現(xiàn)象。
（7）制造和安置便利。波流電池選址自由度大，系統(tǒng)可全自動封閉運(yùn)行，無污染，維護(hù)簡單，操作成本低。
（8）電池材料回收和再利用容易。液流電池部件多為康價(jià)的炭材料、工程塑料，材料來源豐富，且在回收過程中不會產(chǎn)生污染，環(huán)境友好且價(jià)格低廉。此外，電池系統(tǒng)荷電狀態(tài)（SOC）的實(shí)時(shí)監(jiān)控比較容易，有利于電網(wǎng)進(jìn)行管理、調(diào)度。
鋰離子液流電池
鋰離子液流電池主要由電池反應(yīng)器、正極懸浮液存儲罐、負(fù)極懸浮液存儲罐、液泵及密封管道等組成。其中，正極懸浮液存儲罐盛放正極活性材料顆粒、導(dǎo)電劑和電解液的混合物，負(fù)極懸浮液存儲罐盛放負(fù)極活性材料顆粒、導(dǎo)電劑和電解液的混合物。電池反應(yīng)器是鋰離子液流電池的核心，其結(jié)構(gòu)主要包括：正極集流體、正極反應(yīng)腔、多孔隔膜、負(fù)極反應(yīng)腔、負(fù)極集流體和外殼。鋰離子液流電池工作時(shí)使用液泵對懸浮液進(jìn)行循環(huán)，懸浮液在液泵或其他動力推動下通過密封管道在懸浮液存儲罐和電池反應(yīng)器之間連續(xù)流動或間歌流動，流速可根據(jù)懸浮液濃度和環(huán)境溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)。
電池工作時(shí)，正極懸浮液由正極進(jìn)液口進(jìn)入電池反應(yīng)器的正極反應(yīng)腔，完成反應(yīng)后由正極出液口通過密封管道返回正極懸浮液存儲罐。與此同時(shí)，負(fù)極懸浮液由負(fù)極進(jìn)液口進(jìn)入電池反應(yīng)器的負(fù)極反應(yīng)腔，完成反應(yīng)后由負(fù)極出液口通過密封管道返回負(fù)極懸浮液存儲罐。正極反應(yīng)腔與負(fù)極反應(yīng)腔之間有電子不導(dǎo)電的多孔隔膜，將正極懸浮液中的正極活性材料顆粒和負(fù)極懸浮液中的負(fù)極活性材料顆粒相互隔開，避免正負(fù)極活性材料顆粒直接接觸導(dǎo)致電池內(nèi)部的短路。正極反應(yīng)腔內(nèi)的正極懸浮液和負(fù)極反應(yīng)腔內(nèi)的負(fù)極懸浮液可以通過多孔隔膜中的電解液進(jìn)行鋰離子交換傳輸。
當(dāng)電池放電時(shí)，負(fù)極反應(yīng)腔中的負(fù)極活性材料顆粒內(nèi)部的鋰離子脫嵌而出，進(jìn)入電解液，并通過多孔隔膜到達(dá)正極反應(yīng)腔，嵌入到正極活性材料顆粒內(nèi)部：與此同時(shí)，負(fù)極反應(yīng)腔中的負(fù)極活性材料顆粒內(nèi)部的電子流入負(fù)極集流體，并通過負(fù)極集流體的負(fù)極極耳流入電池的外部回路，完成做功后通過正板極耳流入正極集流體，最后嵌入正極反應(yīng)腔中的正極活性材料顆粒內(nèi)部。電池充電的過程與之相反。
鋅溴液流電池是液流電池的一種，屬于能量型儲能，能夠大容量、長時(shí)間地充放電。鋅溴液流電池中國已經(jīng)通過自主創(chuàng)新成功研發(fā)出第一臺鋅溴液流儲能系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了鋅溴電池的隔膜、極板、電解液等關(guān)鍵材料自主生產(chǎn)。
建立在鋅/溴電極對基礎(chǔ)上的鋅溴電池的概念，早在一百年前就已經(jīng)取得了專利，其基本電極反應(yīng)如下：
負(fù)極：Zn2?+ 2e?? Zn E = 0.763V（25℃）
正極：2Br? ? Br2+ 2e? E=1.087V （25℃）
總反應(yīng)：2ZnBr2? Zn + Br2 E=1.85V（25℃）
在此基礎(chǔ)上發(fā)展起來的鋅溴液流電池的基本原理如圖2所示，正/負(fù)極電解液同為ZnBr水溶液，電解液通過泵循環(huán)流過正/負(fù)電極表面。充電時(shí)鋅沉積在負(fù)極上，而在正極生成的溴會馬上被電解液中的溴絡(luò)合劑絡(luò)合成油狀物質(zhì)，使水溶液相中的溴含量大幅度減少，同時(shí)該物質(zhì)密度大于電解液，會在液體循環(huán)過程中逐漸沉積在儲罐底部，大大降低了電解液中溴的揮發(fā)性，提高了系統(tǒng)安全性：在放電時(shí)，負(fù)極表面的鋅溶解，同時(shí)絡(luò)合溴被重新泵入循環(huán)回路中并被打散，轉(zhuǎn)變成溴離子，電解液回到溴化鋅的狀態(tài)。反應(yīng)是完全可逆的。
鋅鈰[shì]液流電池
鋅鈰液流電池是由Clarke在2003年提出來的，他們聲稱，該儲能系統(tǒng)的容量可達(dá)250000kW?h以上，開路電壓為3.33 V。鋅鈰液流電池以Ce3+/Ce4+為正極活性電對，ZnO/Zn2+為負(fù)極活性電對。正負(fù)極電解液分別儲存在兩個(gè)不同的儲液罐里（如圖3所示）。
在輸送泵的作用下分別循環(huán)流過正、負(fù)電極并發(fā)生如下的電極反應(yīng)：
鋅鎳[niè]液流電池
2007年，程杰等人提出鋅鎳單液流電池。高濃度的鋅酸鹽溶解在濃堿中作為支持電解液。充電時(shí)，鋅酸鹽中的鋅被還原，電沉積在負(fù)極上，同時(shí)Ni （OH）2在正極上被氧化為NiOOH，放電時(shí)，發(fā)生相反的反應(yīng)。電池的正負(fù)極反應(yīng)為：
正極反應(yīng)：2Ni（OH）2+ 2OH→ 2NiOOH + 2H2O + 2eE=0.490 V
負(fù)極反應(yīng)：Zn （OH）4+ 2e→ Zn + 4OH E= -1.215 V
在鋅鎳單液流電池中，流動的電解液減少了鋅電極表面的濃差極化，改變了鋅沉積形貌。解決了充電時(shí)鋅電極變形及產(chǎn)生鋅枝晶問題，避免了放電時(shí)產(chǎn)生氧化鋅鈍化膜問題。在程杰等人提出鋅鎳單液流電池后，2007 年至2013年防化研究院對鋅鎳單液流電池進(jìn)行了較為詳盡的研究。
鉛液流電池
為避免雙液流電池的諸多缺點(diǎn)，英國的Pletcher教授及其研究課題小組在對傳統(tǒng)鉛酸電池進(jìn)行深入認(rèn)識的基礎(chǔ)上，于2004年提出了一種全沉積型的單液流電池體系，并針對該單液流電池體系開展了一系列深入的研究。該電池體系采用酸性甲基磺酸鉛（I）溶液作為null，正負(fù)極均采用惰性導(dǎo)電材料（碳材料）作為電極基底。充電時(shí)電解液中的Pb2?在負(fù)極發(fā)生還原反應(yīng)生成金屬Pb并沉積在負(fù)極基底上；同時(shí)Pb2+也在正極發(fā)生氧化反應(yīng)生成PbO2并沉積在正極基底上。由于在一定的溫度范圍內(nèi)，電沉積生成的活性物質(zhì)Pb和PbO2均不溶于甲基磺酸溶液，因此該液流電池體系不存在正負(fù)極活性物質(zhì)相互接觸的問題，可以不需要使用離子交換膜，甚至連單沉積液流電池中的通透性隔膜也不需要，所以也不存在使用兩套電解液循環(huán)系統(tǒng)的問題。這些都大大降低了液流電池的成本，使得全鉛液流電池在儲能電池領(lǐng)城有著非常光明的應(yīng)用前景。這類型液流電池體系充放電時(shí)在正負(fù)極發(fā)生反應(yīng)的方程式為：
負(fù)極：Pb2?+ 2e?←充電/放電→ Pb
正極：Pb2?+ 2H2O ←充電/放電→ PbO2+ 4H?+ 2e?
全電池：2Pb2?+ 2H2O ←充電/放電→ PbO2+4H?+ Pb。
該液流電池體系負(fù)極電對Pb2?/Pb的反應(yīng)活性較高，可逆性較好。但是同時(shí)存在正極二氧化鉛成核反應(yīng)過電位較高的問題，在PbO2電沉積的過程中容易發(fā)生析氧副反應(yīng)，產(chǎn)生的少量氧氣泡對已沉積的PbO2有一定的沖刷作用，這導(dǎo)致該體系全鉛液流電池的比面容量（電極單位面積上的容量）增加到一定數(shù)值后（例如現(xiàn)有的15-20 mA?h/cm2。），正極電沉積的PbO2會出現(xiàn)脫落的情況，這種會造成充電能量的損失導(dǎo)致液流電池充放電循環(huán)過程中容量效率和能量效率降低的問題。同時(shí)，電池放電結(jié)束后負(fù)極存在有鉛剩余的問題，多次循環(huán)后造成鉛的累積，循環(huán)次數(shù)過多會導(dǎo)致電池短路的問題，這大大限制了全鉛液流電池的儲能能力。
鐵鉻液流電池
最早的液流儲能電池概念于1974年由Thaller首次提出，它是利用Cr3?/Cr2?電對中Cr2?的還原性和Fe3?/Fe2?電對中Fe3?的氧化性，在由質(zhì)子交換膜隔離開的酸性Cr3?電解液與酸性Fe2?電解液里進(jìn)行電化學(xué)氧化還原反應(yīng)。該液流電池以Fe3?/Fe2?電對作為充放電過程中正極電化學(xué)反應(yīng)電對，以Cr3?/Cr2?電對作為充放電過程中負(fù)極電化學(xué)反應(yīng)電對時(shí)，充放電過程中恒流泵推動電解液分別在正負(fù)極半電池和與其對應(yīng)的電解液儲罐之間形成的閉合回路中循環(huán)流動。
多硫化鈉/溴液流電池
多硫化鈉/溴液流電池（鈉 Polysulfide/溴化物 Redox Flow 蓄電池，PSB）最早是由美國佐治亞理工學(xué)院的Remick和Ang在1984年提出的。但是直到90年代初期Regenesys公司才開始重視研究開發(fā)出可實(shí)際應(yīng)用的多硫化鈉/溴液流電池。并且先后開發(fā)出個(gè)、十、百三個(gè)千瓦級的電池組。該液流電池體系分別用NaBr和Na2S2作為正負(fù)極電解液，鈉離子交換膜作為隔膜組成液流電池系統(tǒng)。該液流電池的開路電壓為1.74V左右其能量密度可達(dá)20-30W?h?L。多硫化鈉/溴液流電池在充電過程中，正極電解液中的Br?在正極電極表面發(fā)生氧化反應(yīng)生成Br2單質(zhì)，同時(shí)負(fù)極的活性物質(zhì)多硫化鈉中S元素被還原，在整個(gè)電化學(xué)反應(yīng)過程中，正極電解液中的Na?通過鈉離子交換膜遷移至負(fù)極；而液流電池在放電過程中，則發(fā)生與充電過程互逆的電化學(xué)反應(yīng)，與此同時(shí)，負(fù)極電解液中的Na?又通過鈉離子交換膜遷移向正極。電極反應(yīng)方程式如下：
正極：2NaBr ←充電/放電→ Br2+ 2Na+ 2e
負(fù)極：（1+x）Na2Sx←充電/放電→ 2Na+ xNa2Sx+1+ 2e
總結(jié)與展望
對于傳統(tǒng)雙液流電池來說，在逐步實(shí)現(xiàn)全釩液流電池等成熟技術(shù)商業(yè)化的同時(shí)，開發(fā)具有溶解度大、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、電極反應(yīng)可逆性高、無析氧/析氫副反應(yīng)、電對平衡電壓大等特點(diǎn)的新電對以及非水體系是一項(xiàng)很有意義且充滿前景的工作。
與雙液流電池相比，沉積型單液流電池具有結(jié)構(gòu)簡化、比能量高、成本低等特點(diǎn)，但是單液流電池的容量受固體電極所限，壽命有待提高。沉積型金屬電極的均勻性和穩(wěn)定性以及兼顧正負(fù)電極性能的電解液等問題也有待進(jìn)一步解決。
新型液流電池技術(shù)，如釩/空氣液流電池、（Fe3+/Fe2+）液流/甲醇燃料電池或半固體鋰離子液流電池，正處于研究的起步階段，無論性能還是可靠性和循環(huán)壽命，都不能滿足實(shí)際應(yīng)用的需求，因此這些新技術(shù)要成為成熟的商業(yè)化技術(shù)還有很長的路要走。
大規(guī)模、高效率、低成本、長壽命是未來液流儲能電池技術(shù)的發(fā)展方向和目標(biāo)。因此，需要加強(qiáng)液流儲能電池關(guān)鍵材料（如電解液、離子交換膜、電極材料等）及電池結(jié)構(gòu)的研究，提高電池可靠性和耐久性。同時(shí)，應(yīng)進(jìn)行關(guān)鍵材料的規(guī)模化生產(chǎn)技術(shù)開發(fā)、實(shí)現(xiàn)電池關(guān)鍵材料的國產(chǎn)化以顯著降低成本，并且積極開展應(yīng)用示范，為液流儲能電池的產(chǎn)業(yè)化和大規(guī)模應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。
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