釩電池市場(chǎng)前景怎么樣？這是很多人都很關(guān)心的問(wèn)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(chǔ)能技術(shù)相比，全釩液流電池儲(chǔ)能技術(shù)因其使用壽命長(zhǎng)、規(guī)模大、安全可靠等突出的優(yōu)勢(shì)，成為規(guī)模儲(chǔ)能的首選技術(shù)之一。下面小編就對(duì)釩電池工作原理及優(yōu)缺點(diǎn)做一下介紹，一起來(lái)看看吧！

釩電池市場(chǎng)前景怎么樣？

湖北省科技廳日前組織專家組在武漢召開(kāi)了由武漢理工大學(xué)承擔(dān)的國(guó)家國(guó)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(guò)與哈佛大學(xué)開(kāi)展合作，建成了單次百公斤級(jí)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(duì)我國(guó)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(lái)越近，對(duì)釩儲(chǔ)能電池的發(fā)展具有長(zhǎng)遠(yuǎn)的意義。釩電池之所以引起社會(huì)各界以及資本市場(chǎng)的關(guān)注，與其將對(duì)鋰電池帶來(lái)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(jiǎn)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(wú)論是在大規(guī)模儲(chǔ)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(jìng)爭(zhēng)實(shí)力。按照我國(guó)《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》和近年來(lái)電池行業(yè)數(shù)據(jù)的測(cè)算，釩電池所對(duì)應(yīng)的市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到萬(wàn)億元級(jí)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(duì)于改變目前鋼鐵企業(yè)產(chǎn)能過(guò)剩危機(jī)也具有重要的革命意義。

市場(chǎng)人士表示，近年來(lái)任何一個(gè)新興高科技領(lǐng)域的發(fā)展，都刺激二級(jí)市場(chǎng)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(chǎng)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(chǔ)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(chǎng)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(chǔ)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(jiǎn)單地說(shuō)，釩電池將存儲(chǔ)在電解液中的能量轉(zhuǎn)換為電能，這是通過(guò)兩個(gè)不同類型的、被一層隔膜隔開(kāi)的釩離子之間交換電子來(lái)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(guò)程。當(dāng)從外部將電子輸送到電池內(nèi)部時(shí)，相反的過(guò)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(lái)講，不同等級(jí)的能量可以為電池層中不同的電池單元或單元組中通過(guò)提供足夠的電解液來(lái)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(chǎng)所與存放電解液的儲(chǔ)罐分開(kāi)，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(chǔ)量和濃度，設(shè)計(jì)非常靈活；當(dāng)功率一定時(shí)，要增加儲(chǔ)能容量，只需要增大電解液儲(chǔ)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^(guò)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?？捎糜诮ㄔ烨呒?jí)到百兆瓦級(jí)儲(chǔ)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(duì)鉛酸蓄電池來(lái)說(shuō)，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(duì)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(wèn)題。

3、可充放電次數(shù)極大，理論上壽命是無(wú)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(duì)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(jiǎn)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(méi)有酸腐蝕。電解液可反復(fù)利用，無(wú)排放，維護(hù)簡(jiǎn)單，操作成本低。是一種綠色環(huán)保儲(chǔ)能技術(shù)。因此對(duì)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(chǎng)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(guò)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(guó)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(guò)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(guò)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(chǔ)在正、負(fù)極電解液儲(chǔ)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(zhǎng)：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(wú)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(zhǎng)。加拿大VRBPowerSystems商業(yè)化示范運(yùn)行時(shí)間最長(zhǎng)的釩電池模塊已正常運(yùn)行超過(guò)9年，充放循環(huán)壽命超過(guò)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(guò)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(guò)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(wú)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(lái)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(wú)污染。

釩電池市場(chǎng)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(wèn)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(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行過(guò)程中電解液溫度很容易超過(guò)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(qián)、費(fèi)力。

另外，釩電池成本過(guò)高。以一個(gè)五千瓦電池為例，電解液（一立方，1.8mol/L）17萬(wàn)、控制系統(tǒng)10萬(wàn)、隔膜7萬(wàn)、板框4萬(wàn)、石墨板1.5萬(wàn)、泵0.7萬(wàn)、碳?xì)?.4萬(wàn)，總共40.6萬(wàn)，這只是主要材料成本，沒(méi)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(wàn)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(lái)說(shuō)，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(wèn)題需要解決，讓人無(wú)法樂(lè)觀的是，釩電池在國(guó)內(nèi)被研究十多年來(lái)還沒(méi)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(chǎng)、程控交換站備用電源，可作為太陽(yáng)能等清潔發(fā)電系統(tǒng)的配套儲(chǔ)能裝置。