钒金属行业报告：钒电池（26页）

行业报告下载 2021年09月14日 08:55 管理员

全钒氧化还原液流电池，简称为钒电池（Vanadium Redox Battery，缩写为VRB），是一种活性物质呈循环流动液态的氧化还原电池。钒电池是一种蓄电池，利用钒离子在不同氧化态下的不同化学势能保存能量，具有充放电效率高、容量可以随着贮液罐的增加而提高、电解液可以循环使用等优点。工作原理：钒电池是通过钒化合价的变化来实现电能与化学能之间的转化。正、负极电解液分别由V4+/V5+和V2+/V3+电对的硫酸溶液组成，充电时正极电解液中发生 V4+向V5+转化，负极电解液中V3+向V2+转化，同时伴随着氢离子的生成。钒电池存在体积大，不易搬运的缺点，但优点也十分突出，主要有使用寿命长，可长达20年；电解液可循环使用；电池容量可扩充性强（可以通过增加电解液储存器体积增加容量），可用于建造千瓦级到百兆瓦级储能电站；不易燃烧，安全性好；可实现100%放电，而不损害电池。综上，钒电池十分适合作为储能电池，尤其是在光伏、风电等新能源领域。目前钒电池在电化学储能装机占比偏低，无论是全球还是中国，比例都是低于1%。由于钒电池适合储能领域，随着未来储能的大发展，钒电池渗透率有望快速提升。

正是由于应用领域的需求迸发，才能带动钒电池成本的下降，一如新能源汽车对于锂电池的影响。政策对于储能成本考量的改变加速储能行业的发展。2019年，国家发改委明确电网侧储能不能计入输配电价成本等因素影响，储能发展遭遇急刹车。但是近期政策有所转变，2021年7月，国家发改委和能源局印发《关于加快新型储能发展的指导意见》，明确提出“建立电网侧独立储能电站容量电价机制，逐步推动储能电站参与电力市场；研究探索将电网替代性储能设施成本收益纳入输配电价回收。完善峰谷电价政策，为用户侧储能发展创造更大空间”。我们认为，政策对储能成本的改变有望加速钒电池渗透率的提升。全钒液流电池储能系统由电堆、电解液、管路系统、储能变流器等组成，其中电堆和电解液成本占系统总成本的85%左右，降低两者成本是业内共识。解决电堆成本问题，关键是提高电池的功率密度，其次是提升关键材料的有效使用面积，降低材料成本。南瑞集团在2019年已将全钒液流电池单堆电流密度提高到140 毫安/平方厘米，预计2021年有望达到160毫安/平方厘米；研制出新一代一体化高功率电堆，依托高温热熔和激光焊接技术，将电堆一体化成型，达到降低接触电阻、提高密封性能、提升电堆组装自动化装配效率的目的。同时，通过改进隔膜密封方式，降低隔膜使用面积和密封件数量，电堆的总成本降低了30%。这一成果为推动全钒液流电池的大规模产业化应用奠定了基础。利用钒电解液不消耗、残值高。

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