本书共分为9章.第1章概要介绍适用于大规模储能的锂离子电池,钠硫电池,铅炭电池等电化学储能技术;第2章综合介绍液流电池的结构与组成,分类与特点及各种无机储能活性物质(电对)的液流电池技术的结构特点和研究开发进展;第3章,第4章,第5章分别介绍液流电池电解液,电极与双极板,离子交换(传导)膜等关键材料的功能,特点及技术发展现状;第6章全面介绍已实现了产业化应用且在长时段储能中具有广阔应用市场的全钒液流电池电堆及电池系统的结构,设计原则及方法,发展现状与挑战;第7章介绍数值模拟与结构设计及其在液流电池中应用的研究进展;第8章介绍水系,非水系液流电池技术的研究进展及发展前景;第9章举例介绍液流电池储能技术的应用

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目录 10
丛书序 5
前言 7
第1章电化学储能技术 16
1.1概述 16
1.2锂离子电池 19
1.2.1锂离子电池的原理及特点 19
1.2.2锂离子电池的关键材料 20
1.2.3锂离子电池的应用及产业现状 24
1.2.4锂离子电池的发展趋势 28
1.3钠硫电池 28
1.3.1钠硫电池的结构和原理 29
1.3.2钠硫电池的特性 30
1.3.3钠硫电池的应用及产业现状 32
1.3.4钠硫电池的发展趋势 34
1.4铅炭电池 35
1.4.1铅炭电池的原理 35
1.4.2铅炭电池的种类和结构 35
1.4.3铅炭电池的技术发展现状 36
1.4.4铅炭电池的工程应用现状 37
1.4.5铅炭电池存在的主要问题及研究开发重点 41
参考文献 42
第2章液流电池储能技术 46
2.1概述 46
2.2液流电池的结构与组成 50
2.2.1液流电池单电池 50
2.2.2液流电池电堆 51
2.2.3液流电池系统及液流电池储能系统 53
2.3液流电池的分类与特点 54
2.4液流电池性能的评价方法 55
2.4.1充、放电性能测试 57
2.4.2极化曲线测试 63
2.4.3充、放电性能和极化曲线的关系 66
2.5铁/铬液流电池 68
2.6锌/溴液流电池 70
2.6.1锌/溴液流电池的工作原理及特点 70
2.6.2锌/溴液流电池的研究进展 72
2.7锌/溴单液流电池 81
2.7.1锌/溴单液流电池的工作原理及特点 81
2.7.2锌/溴单液流电池的研究进展 84
2.8钒/溴液流电池 84
2.8.1钒/溴液流电池的工作原理及特点 84
2.8.2钒/溴液流电池的研究进展 85
2.9锌/镍单液流电池 86
2.9.1锌/镍单液流电池的工作原理及特点 87
2.9.2锌/镍单液流电池的研究进展 88
2.9.3锌/镍单液流电池的应用示范 90
2.10多硫化钠/溴液流电池 91
2.10.1多硫化钠/溴液流电池的工作原理及特点 91
2.10.2多硫化钠/溴液流电池的发展历程 92
2.10.3多硫化钠/溴液流电池的研究进展 94
2.11锌/铈液流电池 99
2.12铅酸单液流电池 99
2.13锌/铁液流电池 100
2.13.1碱性锌/铁液流电池 100
2.13.2中性锌/铁液流电池 103
参考文献 106
第3章液流电池电解液 113
3.1铁/铬液流电池电解液 113
3.2多硫化钠/溴液流电池电解液 115
3.2.1多硫化钠负极电解液的制备 116
3.2.2多硫化钠负极电解液对电池循环性能的影响 117
3.2.3多硫化钠负极电解液的初始组成分析 120
3.2.4溶液组成与平衡电位随电池荷电状态的变化 122
3.2.5初始组成对溶液稳定性的影响 125
3.3全钒液流电池电解液 127
3.3.1钒化学的相关知识 127
3.3.2电解液对全钒液流电池性能的影响 152
3.3.3正、负极电解液中水和钒离子的迁移规律 159
3.3.4电解液中质子浓度对全钒液流电池储能容量的影响 173
3.3.5电解液离子在离子交换膜中的传输机理 182
3.3.6离子传输过程中的物料守恒及电荷守恒 184
3.3.7全钒液流电池效率及储能容量稳定性 185
3.3.8储能容量的提升及恢复策略 186
3.3.9全钒液流电池电解液的稳定性 189
参考文献 193
第4章液流电池电极与双极板 198
4.1液流电池电极 198
4.1.1电极的功能与作用 198
4.1.2电极的特点与分类 198
4.1.3液流电池电极材料的发展现状 200
4.2液流电池双极板 209
4.2.1双极板的功能与作用 209
4.2.2双极板的特点与分类 210
4.2.3双极板的发展现状 211
参考文献 215
第5章液流电池用离子交换(传导)膜 218
5.1离子交换(传导)膜的作用和性能要求 218
5.2全钒液流电池用离子交换(传导)膜的分类及特点 219
5.3全钒液流电池用离子交换(传导)膜材料 219
5.3.1全氟磺酸离子交换膜 219
5.3.2部分氟化离子交换膜 227
5.3.3非氟离子交换膜 229
5.3.4多孔离子传导膜 238
参考文献 253
第6章全钒液流电池电堆及系统技术 258
6.1概述 258
6.2全钒液流电池的原理和特点 259
6.3全钒液流电池电堆的结构设计 262
6.3.1电堆的构成 262
6.3.2电堆中的电解液分布 262
6.3.3电堆的共用管路设计 264
6.3.4电堆的密封材料与结构 265
6.3.5端板和导流板 265
6.3.6电堆的组成与组装 266
6.4电堆的设计原则 267
6.4.1电堆的额定输出功率与额定能量效率 267
6.4.2低流阻、高均匀性流场结构 268
6.4.3漏电电流的控制 269
6.4.4电堆的可靠性与安全性 271
6.5全钒液流电池储能系统 271
6.5.1全钒液流电池系统的组成 271
6.5.2全钒液流电池系统的设计原则 272
6.5.3全钒液流电池的控制管理系统 275
6.6液流电池发展现状与挑战 277
参考文献 279
第7章数值模拟与结构设计及其在液流电池中的应用 281
7.1概述 281
7.2全钒液流电池数学模型的研究进展 282
7.2.1电解液流动模型 283
7.2.2二维多物理场耦合模型 283
7.2.3三维多物理场耦合模型 289
7.3全钒液流电池结构设计的研究进展 292
7.3.1全钒液流电池的部件及结构 292
7.3.2电解液流动方式 296
7.3.3全钒液流电池流场结构设计的研究进展 298
参考文献 307
第8章新型电对液流电池探索 311
8.1非水系液流电池 311
8.1.1Li/TEMPO液流电池 311
8.1.2Li/BODMA液流电池 312
8.1.3Li/醌类化合物液流电池 313
8.1.4Li/二茂铁液流电池 314
8.1.5Li/Br 2 液流电池 315
8.1.6FL/DBMMB液流电池 316
8.2水系新型液流电池 316
8.2.1水系有机电对液流电池 316
8.2.2新型水系无机电对液流电池 325
参考文献 336
第9章液流电池储能技术的应用 338
9.1液流电池储能技术的应用概况 338
9.1.1液流电池的典型应用领域 338
9.1.2液流电池储能系统的应用 339
9.2液流电池在可再生能源发电中的应用 346
9.3液流电池在可再生能源发电中的应用案例 351
9.3.1澳大利亚国王岛风电储能项目 351
9.3.2日本住友电气工业株式会社在北海道风电场的储能项目 352
9.3.3张北国家风光储输全钒液流电池项目 354
9.3.4辽宁中国国电石风电储能项目 355
9.4液流电池储能技术在电网侧的应用 360
9.4.1液流电池在电网侧的作用和价值 360
9.4.2输电网发展面临的突出问题 360
9.4.3储能系统接入输电网所起的作用 361
9.4.4配电系统运行面临的挑战 363
9.4.5储能系统在配电网所起的作用 365
9.5液流电池在电网侧的应用案例 366
9.5.1美国犹他州Castle Valley储能项目 366
9.5.2美国华盛顿州Avista全钒液流电池储能项目 367
9.5.3中国辽宁大连液流电池储能调峰电站项目 368
9.5.4英国多硫化钠/溴液流电池储能电站 370
9.6液流电池在微电网和分布式储能中的应用案例 371
9.6.1液流电池在分布式储能中的作用和价值 371
9.6.2微电网经济运行优化 373
9.7液流电池在微电网和分布式储能中的应用案例 374
9.7.1日本住友电气工业株式会社横滨工厂微电网项目 374
9.7.2德国北海佩尔沃姆岛微电网项目 375
9.7.3中国北京、中国宁夏金风科技集团微电网项目 376
9.7.4中国辽宁旅顺蛇岛微电网储能项目 378
9.7.5锌/溴液流电池微电网储能项目 379
9.8液流电池应用的发展趋势 380
参考文献 380
索引 382

2025-10-27