钒电池的工作原理

如果用专业术语来解释， 是因为全钒液流电池为液态均相体系。锂电池在常规的充放电过程中，会发生因各种因素发生固态相变，从而对电池本身造成损坏。

一个最贴近日常的体验是我们的手机，用时间长了会发生鼓包，还需要经常充电。

全钒电池的液态特性，天然适合于需要经常满充满放、使用多年的储能场景。

目前，加拿大VRB公司（已被中国公司北京普能收购）动力系统商业示范中，运行时间最长的钒电池模块已正常运行9年多，充放电循环寿命超过18000次，远高于锂电池和铅酸电池。

再次，如果全钒液流电池进入大规模商业化应用，预期的容量增减和运维成本较低。

因为钒液流电池的容量单元和功率单元相互独立，需要增容时就添加更多的储液罐，需要增大功率时就增加更多的电堆。此外，用于反应的电解液可以循环利用，回收价值高于锂电。

有如此多的优势，属于全钒液流电池的时代要来了吗？

02 成本如何降低？

钒电池目前的发展掣肘，关键在于产量低、成本高。

这个问题有多致命？2005年，日本住友电工在小批量试验钒电池后，因为市场需求小，不得不中止了液流电池的研发。2008年，钒电池龙头VRB因为没订单、融资遇冷，濒临破产边缘。

即便到了最近的2021年和2022年，钒电池在新型储能装机中的占比也仅为0.6%、2.3%。

商业化的本质是一个算账问题。因为产业链远不够成熟，涉及环节又比较复杂，所以钒电池的一次性投资成本相对高于锂电池。

尽管钒电解液可以回收，残值高，但先决条件是产业链需要先打通，形成“生产-使用-回收” 的闭环，而产业化的推进又需要先降低初始成本，让市场接受，这直接形成了一个悖论。

在2018年时，钒电池成本高达8元/Wh，直到2022年才逐步降低到3元/Wh，如果规模化量产，能达到2.5/Wh。这一速度已经超出了国际再生能源机构IRENA的预测。

降本的空间还足够大，近期卷到天际的锂电池，已经把价格杀到了1元/Wh。钒电池投资成本的下降一方面取决于产业化规模化的速度，另一方面在技术层面也有不少值得突破的点。

在材料端，占成本大头的是电解液和电堆，分别为能量单元和功率单元的核心，两者成本占比达到70%以上。

全钒液流电池系统的主要构件及种类

钒电解液的制造分为两个步骤，先是生产核心前驱体，即钒化学品（五氧化二钒、偏钒酸铵等）， 拥有量产能力的基本为大型钒提炼及加工企业，目前中国钒矿产量占世界总产量的62%。随后是将前驱体转化为电解液，大连融科在钒电解液制造上占据了80%以上的市场。