釩電池市場前景怎么樣？這是很多人都很關(guān)心的問題。釩電池全稱為全釩氧化還原液流電池，是一種活性物質(zhì)呈循環(huán)流動(dòng)液態(tài)的氧化還原電池。與其他儲能技術(shù)相比，全釩液流電池儲能技術(shù)因其使用壽命長、規(guī)模大、安全可靠等突出的優(yōu)勢，成為規(guī)模儲能的首選技術(shù)之一。下面小編就對釩電池工作原理及優(yōu)缺點(diǎn)做一下介紹，一起來看看吧！

釩電池市場前景怎么樣？

湖北省科技廳日前組織專家組在武漢召開了由武漢理工大學(xué)承擔(dān)的國家國際科技合作重點(diǎn)專項(xiàng)“高性能納米線釩系鋰離子動(dòng)力電池聯(lián)合研發(fā)”項(xiàng)目驗(yàn)收會(huì)。

“高性能納米線釩系鋰離子動(dòng)力電池聯(lián)合研發(fā)”該項(xiàng)目面向清潔高效能源的可持續(xù)發(fā)展，通過與哈佛大學(xué)開展合作，建成了單次百公斤級納米線釩系正極材料中試線和自動(dòng)化電子生產(chǎn)線，完成了納米線釩系動(dòng)力電池的裝配和裝車實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行了電動(dòng)汽車示范運(yùn)行，對我國發(fā)展清潔高效能源系統(tǒng)產(chǎn)生了積極影響。

業(yè)內(nèi)人士指出，此項(xiàng)目的成功驗(yàn)收是釩電池在電動(dòng)汽車領(lǐng)域的重大突破，意味著釩電池技術(shù)距離產(chǎn)業(yè)化正越來越近，對釩儲能電池的發(fā)展具有長遠(yuǎn)的意義。釩電池之所以引起社會(huì)各界以及資本市場的關(guān)注，與其將對鋰電池帶來的顛覆性影響有著密切的關(guān)系，從續(xù)航、充電時(shí)間與成本上均被譽(yù)為“完美電池”。相關(guān)研究人員也表示，釩電池的研發(fā)和推廣應(yīng)用，有望成為替代鋰電創(chuàng)造出歷史性新藍(lán)海產(chǎn)業(yè)。

釩電池生產(chǎn)工藝簡單，價(jià)格經(jīng)濟(jì)，電性能優(yōu)異，與制造復(fù)雜、價(jià)格昂貴的燃料電池相比，無論是在大規(guī)模儲能還是電動(dòng)汽車動(dòng)力電源的應(yīng)用前景方面，都更具競爭實(shí)力。按照我國《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》和近年來電池行業(yè)數(shù)據(jù)的測算，釩電池所對應(yīng)的市場規(guī)模將達(dá)到萬億元級別，行業(yè)空間發(fā)展?jié)摿Σ蝗菪∮U。此外，釩資源的利用思路對于改變目前鋼鐵企業(yè)產(chǎn)能過剩危機(jī)也具有重要的革命意義。

市場人士表示，近年來任何一個(gè)新興高科技領(lǐng)域的發(fā)展，都刺激二級市場相關(guān)概念股走出了一波獨(dú)立上漲行情，產(chǎn)生了諸多牛股，釩電池技術(shù)研發(fā)的重大突破，或?qū)⑹沟免C電池概念股效仿鋰電池板塊在A股市場掀起新的波瀾，而在釩電池還未進(jìn)入大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用階段前，擁有釩資源較多的上游原材料公司將率先受益。

釩電池的工作原理

釩電池（VRB）是一種可以流動(dòng)的電池，正在逐步進(jìn)入商用化階段。VRB作為一種化學(xué)的能源存儲技術(shù)，和傳統(tǒng)的鉛酸電池、鎳鎘電池相比，它在設(shè)計(jì)上有許多獨(dú)特之處，性能上也適用于多種工業(yè)場合，比如可以替代油機(jī)、備用電源等。利用VRB技術(shù)設(shè)計(jì)制造的VESS系統(tǒng)（VanadiumEnergyStorageSystem，即釩能源存儲系統(tǒng)），其設(shè)計(jì)和操作特性在VRB的基礎(chǔ)之上被優(yōu)化，而且集成了許多自動(dòng)化的智能控制和用于管理操作的電子裝置。

簡單地說，釩電池將存儲在電解液中的能量轉(zhuǎn)換為電能，這是通過兩個(gè)不同類型的、被一層隔膜隔開的釩離子之間交換電子來實(shí)現(xiàn)的。電解液是由硫酸和釩混合而成的，酸性和傳統(tǒng)的鉛酸電池一樣。由于這個(gè)電化學(xué)反應(yīng)是可逆的，所以VRB電池既可以充電，也可以放電。充放電時(shí)隨著兩種釩離子濃度的變化，電能和化學(xué)能能相互轉(zhuǎn)換。

VRB電池由兩個(gè)電解液池和一層層的電池單元組成。電解液池用于盛兩種不同的電解液。每個(gè)電池單元由兩個(gè)“半單元”組成，中間夾著隔膜和用于收集電流的電極。兩個(gè)不同的“半單元”中盛放著不同離子形態(tài)的釩的電解液。每個(gè)電解液池配有一個(gè)泵，用于在封閉的管道中為每一個(gè)“半單元”輸送電解液。當(dāng)帶電的電解液在一層層的電池單元中流動(dòng)時(shí)，電子就流動(dòng)到外部電路，這就是放電過程。當(dāng)從外部將電子輸送到電池內(nèi)部時(shí)，相反的過程就發(fā)生了，這就是給電池單元中的電解液充電，然后再由泵輸送回電解液池。

在VRB中，電解液在多個(gè)電池單元間流動(dòng)，電壓是各單元電壓串聯(lián)形成的。標(biāo)稱電壓是1.2V。電流密度由電池單元內(nèi)電流收集極的表面積決定，但是電流的供應(yīng)取決于電解液在電池單元間的流動(dòng)，而不是電池層本身。VRB電池技術(shù)的一個(gè)最重要的特點(diǎn)是：峰值功率取決于電池層總的表面積，而電池的電量則取決于電解液的多少。

在傳統(tǒng)的鉛酸和鎳福電池中，電極和電解液被放置到一塊，功率和能量強(qiáng)烈地依賴于極板面積和電解液的容量。但VRB電池不是這樣，它的電極和電解液不一定必須放到一塊，這就意味著能量的存放可以不受電池外殼的限制。從電力上來講，不同等級的能量可以為電池層中不同的電池單元或單元組中通過提供足夠的電解液來得到。給電池層充電和放電不一定需要相同的電壓。例如，VRB電池可以用串聯(lián)電池層的電壓放電，而充電則可以在電池層的另一部分用不同的電壓進(jìn)行。

釩電池在實(shí)際應(yīng)用中的優(yōu)點(diǎn)

1、電堆作為發(fā)生反應(yīng)的場所與存放電解液的儲罐分開，從根本上克服了傳統(tǒng)電池的自放電現(xiàn)象。功率只取決于電堆大小，容量只取決于電解液儲量和濃度，設(shè)計(jì)非常靈活；當(dāng)功率一定時(shí)，要增加儲能容量，只需要增大電解液儲罐容積或提高電解液體積或濃度即可，而不需改變電堆大?。豢赏ㄟ^更換或添加充電狀態(tài)的電解液實(shí)現(xiàn)“瞬間充電”的目的。可用于建造千瓦級到百兆瓦級儲能電站，適應(yīng)性很強(qiáng)。

2、充、放電性能好，可以進(jìn)行大功率的充電和放電，也可以允許浮充和深度放電。對鉛酸蓄電池來說，放電電流越大，電池的壽命越短；放電深度越深，電池的壽命也越短。而釩電池放電深度即使達(dá)到100%，也不會(huì)對電池造成影響。而且釩電池不易發(fā)生短路，[1]這就避免了因短路而引起的爆炸等安全問題。

3、可充放電次數(shù)極大，理論上壽命是無數(shù)次。充放電時(shí)間比為1：1，而鉛酸電池是4：1。而且釩電池充、放切換響應(yīng)速度快，小于20毫秒，非常有利于均衡供電。

4、能量效率高，直流對直流能量效率可以達(dá)到80%以上，而鉛酸電池只有60%左右。釩電池組中的各個(gè)單位電池狀態(tài)基本一致，維護(hù)簡單方便。

5、選址自由度大，占地少，系統(tǒng)可全自動(dòng)封閉運(yùn)行，不會(huì)產(chǎn)生酸霧，沒有酸腐蝕。電解液可反復(fù)利用，無排放，維護(hù)簡單，操作成本低。是一種綠色環(huán)保儲能技術(shù)。因此對于可再生能源發(fā)電，釩電池是鉛酸電池理想的替代品。

釩電池市場前景怎么樣？釩電池的工作原理及優(yōu)缺點(diǎn)

釩電池的優(yōu)缺點(diǎn)

1、釩電池優(yōu)點(diǎn)

與其它化學(xué)電源相比，釩電池具有明顯的優(yōu)越性，主要優(yōu)點(diǎn)如下：

（1）功率大：通過增加單片電池的數(shù)量和電極面積，即可增加釩電池的功率，美國商業(yè)化示范運(yùn)行的釩電池的功率已達(dá)6兆瓦。

（2）容量大：通過任意增加電解液的體積，即可任意增加釩電池的電量，可達(dá)吉瓦時(shí)以上；通過提高電解液的濃度，即可成倍增加釩電池的電量。

（3）效率高：由于釩電池的電極催化活性高，且正、負(fù)極活性物質(zhì)分別存儲在正、負(fù)極電解液儲槽中，避免了正、負(fù)極活性物質(zhì)的自放電消耗，釩電池的充放電能量轉(zhuǎn)換效率高達(dá)75%以上，遠(yuǎn)高于鉛酸電池的45%。

（4）壽命長：由于釩電池的正、負(fù)極活性物質(zhì)只分別存在于正、負(fù)極電解液中，充放電時(shí)無其它電池常有的物相變化，可深度放電而不損傷電池，電池使用壽命長。加拿大VRBPowerSystems商業(yè)化示范運(yùn)行時(shí)間最長的釩電池模塊已正常運(yùn)行超過9年，充放循環(huán)壽命超過18000次，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于固定型鉛酸電池的1000次。

（5）響應(yīng)速度快：釩電池堆里充滿電解液可在瞬間啟動(dòng)，在運(yùn)行過程中充放電狀態(tài)切換只需要0.02秒，響應(yīng)速度1毫秒。

（6）可瞬間充電：通過更換電解液可實(shí)現(xiàn)釩電池瞬間充電。

（7）安全性高：釩電池?zé)o潛在的爆炸或著火危險(xiǎn)，即使將正、負(fù)極電解液混合也無危險(xiǎn)，只是電解液溫度略有升高。

（8）成本低：除離子膜外，釩電池部件多為廉價(jià)的碳材料、工程塑料，材料來源豐富，易回收，不需要貴金屬作電極催化劑，成本低。

（9）釩電池選址自由度大，可全自動(dòng)封閉運(yùn)行，無污染。

釩電池市場前景怎么樣？釩電池的工作原理及優(yōu)缺點(diǎn)

2、釩電池缺陷

釩電池存在的技術(shù)問題主要有兩個(gè)，第一，釩電池正極液中的五價(jià)釩在靜置或溫度高于45攝氏度的情況下易析出五氧化二釩沉淀，析出的沉淀堵塞流道，包覆碳?xì)掷w維，惡化電堆性能，直至電堆報(bào)廢，而電堆在長時(shí)間運(yùn)行過程中電解液溫度很容易超過45攝氏度。第二，石墨極板要被正極液刻蝕，如果用戶操作得當(dāng)，石墨板能使用兩年，如果用戶操作不當(dāng)，一次充電就能讓石墨板完全刻蝕，電堆只能報(bào)廢。在正常使用情況下，每隔兩個(gè)月就要由專業(yè)人士進(jìn)行一次維護(hù)，這種高頻次的維護(hù)費(fèi)錢、費(fèi)力。

另外，釩電池成本過高。以一個(gè)五千瓦電池為例，電解液（一立方，1.8mol/L）17萬、控制系統(tǒng)10萬、隔膜7萬、板框4萬、石墨板1.5萬、泵0.7萬、碳?xì)?.4萬，總共40.6萬，這只是主要材料成本，沒計(jì)入次要材料成本和人力成本。因此，一個(gè)五千瓦釩電池的成本在四十萬以上，高出相同規(guī)格鉛酸電池的成本數(shù)倍。

從環(huán)保的角度來說，釩電池壓根就不環(huán)保，配制電解液用到的原料、正極沉淀以及泄漏的正極液經(jīng)風(fēng)干后形成的薄層都有一樣相同東西，那就是五氧化二釩，它是一種劇毒化學(xué)品。

因此，釩電池還有很多問題需要解決，讓人無法樂觀的是，釩電池在國內(nèi)被研究十多年來還沒有哪家科研機(jī)構(gòu)取得了突破。

釩電池具有特殊的電池結(jié)構(gòu)，具有可深度大電流密度放電、充電迅速、比能量高、價(jià)格低廉等特點(diǎn)，應(yīng)用領(lǐng)域十分廣闊，如可作為大廈、機(jī)場、程控交換站備用電源，可作為太陽能等清潔發(fā)電系統(tǒng)的配套儲能裝置。