长时储能行业报告：钒电池（43页）

行业报告下载 2023年11月12日 08:00 管理员

钒电池主要由电解液、电极、质子交换膜、双极板和集流体构成，并通过质子交换膜将电池分为正负两个“半单元”。在正、负半电池中，钒离子分别以+4/+5 价态、+2/+3 价态存在于正、负极电解液中，充放电时，电解液通过推送泵由外部储液罐流经正、负极室，在电极表面发生氧化还原反应，产生电流。钒电池本征安全、扩容具备高度灵活性且边际成本随储能时长递减的特点决定其可充分定位于大容量、长时储能市场。国内当前主流储能方案包括抽水蓄能、压缩空气储能和电化学储能等，电化学储能又具体分为锂电池、液流电池、钠电池及铅酸电池等。与锂电池相比，钒电池安全性能突出、扩容简便、无资源瓶颈。

我们有别于市场的判断：市场普遍认为钒电池存在能量密度低、运行温度区间窄等性能短板，但由于钒电池一致性好、安全性高，在大型储能电站等实际应用领域其温控系统较锂电反而更为简单、占地面积较锂电也无明显缺陷，我们认为源网侧的大容量、长时储能将成为其打开市场的重要突破口。高安全性：电池本体为储能系统的安全核心，钒电池采用水基电解液，具备本征安全性。2011 年至今全球储能电站事故频发，政策端对储能系统安全性的要求日益提升，与目前主流路线锂电池相比，钒电池安全优势突出。从材料端来看：锂/钠电池负极为碳材料、电解液分别为 LiPF6/ NaPF6 的混合碳酸酯溶液，均为易燃物质，而钒电池/铅蓄电池均采用水基电解液，无起火爆炸风险。从电池结构来看：锂电池正负极及电解液均共存于一个体系之中，当电池过充或处于低温环境下时会出现析锂现象，形成锂枝晶，易造成短路、带来热失控风险；而钒电池电解液独立储存于电解罐中，充放电时反应物可通过循环泵从电极表面快速抽离，可有效避免浓差极化和热积累效应，无热失控风险。

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