钒电池是较为优秀、被普遍商业的液流电池
钒电池，即钒氧化还原反应液流电池（VRB），是一种比较优秀、被普遍商业的根据金属材料钒元素的氧化还原反应液流电池。 液流电池是指由电堆（包括电级和离子交换膜）、电解液储存提供模块及其电池检测控制模块所组成的电池类型，与其它充电电池 最基本的区别就是电解液的储存方式。工作的时候，正负电解液各自从正、负级电解液储存罐根据循环水泵进到电堆的正负模块， 然后经济管理道各自返回正负电解液储存罐，进行循环系统。 在电堆内，正负电解液活性成分均在电级中进行电化学腐蚀，反应过程中只有价态转变而无相转换产生，正负电解液通 过离子交换膜分隔并互换正电荷。
钒电池技术及商业化的水平掌握在极少数我国手上
钒电池技术性最开始于1984年由澳洲新南威尔士高校明确提出并专利申请，通过三十多年发展趋势，关键技术关键掌握在日本、我国、 澳洲、澳大利亚等国家。 日本是一个电力工程紧缺的国家，而且有多年来的集团式开发设计大中型有机化学液流电池储能系统积累的经验。从1985年起, 日本住友电工(SEI) 与日本关西电力企业最开始逐渐联合开发钒电池。以后，住友电工变成日本具有详细生产和建立钒电池系统软件整套技术的企业， 技术成熟度居全球第一位。 北美地区主要是以新成立公司及中小企业为主导，在美国能源部等大力支持作出了全钒液流电池商业化的营销推广。2021年，美国能源部公布拨 款419万美金支助Largo公司进行高效率全钒液流电池生产工艺流程的研发。
钒电池配备灵便，输出功率和容积具有加和性
钒电池的关键所在驱动因素包含其协调能力，耐用性，安全系数，绿色环保性以及全生命周期成本优点。配备协调能力：钒电池设计方案灵便，输出功率和容积独立设计。电池的功率由电堆尺寸确定，提升单充电电池数量及有 效总面积，就可以提升电堆输出功率；电池的容量尺寸由电解液的量确定，提升电解液的容积和浓度值，就可以提升充电电池容 量；可以根据各种各样运用场地和领域内的负荷的大小开展输出功率和容量的调整。针对大中型风力发电厂来讲，提升动能存 储容积能够降低每kwh的平衡成本费。
新式储能市场室内空间规模众多
据CNESA统计分析，截止到2021年底，我国已投用电力储能新项目总计装机规模46.1GW，占全球市场总规模的22%。在其中，打水 储能的总计装机规模为39.8GW，占比为86.3%，较去年同期降低3个百分点；销售市场增加量主要来自新式储能技术，总计装机规模达 到5.73GW，同比增加75%，占艾力克12.5%。
由于电力系统的逐步健全，储能技术供应链管理配套设施，新式储能技术凭着基本建设周期时间短、环境危害小、开店选址规定劣等优点，在市场里将展现 平稳、快速增长的发展趋势。据CNESA预测分析，传统场景下新式储能技术总计装机规模在2022-2026年的年平均年复合增长率为53.3%， 2026年将达到48.5GW ；理想化场景下 ，在2022-2026年的年平均年复合增长率有希望做到 69.2%，预估2026年总计规模将达到 79.5GW。
离子交换膜和电级是钒电池特性、成本优化的关键所在
电堆是钒电池的核心一部分，在钒电池成本费中占比35%，其核心取决于离子交换膜、电级和双极板。离子交换膜用以隔绝正负电 解液，可选择性根据符合条件的颗粒，既促使电源电路产生合闭，又限制了电解液间不一样价态钒正离子因交叉污染所引起的自放电率状况； 电级是电化学腐蚀产生的场所；双极板表层印刻有流道从而减少系统内电解液流动的压力损失，减少泵功。
储能技术开启钒要求提高新领域
电解液是钒电池关键成分
电解液是钒电池的主要成分，占钒电池成本费占比约40%。钒电池正级电解液由带有V5 和V4 离子的硫酸溶液构成，在溶液中的 存在形式为VO2 和VO2 ，负级电解液是通过带有V2 和V3 离子的硫酸溶液构成。
因为V2O5溶解性小，无法直接由V2O5粉末状融解到酸性溶液中制取电解液。出自于合理性考虑到，工业上常选用光电催化溶解法或 有机化学氢化铝锂助溶获得浓度较高的钒正离子水溶液。前面一种先把少许V2O5粉末状溶解于盐酸，根据另加开关电源和不断加料，最终在电解池负极得 到等浓度的V（Ⅳ）和V（Ⅲ）水溶液，可以直接用以钒电池充电放电循环系统。后者是将V2O5粉末混合于盐酸后，再倒入盐酸或水合肼 等氧化剂，获得V（Ⅳ）水溶液，单一价态水溶液最后再根据电解法得到不一样价态的钒电池用电解液。
电解液上下游原材料主要为钒
电解液上下游原材料主要为钒，大自然中钒很难以单个方式存有，主要是以钒矿的方式存有，钒矿是带有钒的矿物质， 包含钒钛磁铁矿、含钒精煤、钾钒铀矿和原油伴生矿等。在我国钒矿网络资源通常是钒钛磁铁矿和含钒精煤。
攀钢钒钛是国内钒商品领头
国内公司的钒商品原材料主要为副产炼铁的钒渣，生产能力规模比较大的公司主要包括攀钢钒钛、河钢集团承钢企业、北 京建龙重工机械、成渝钒钛及其四川德胜集团等，在其中攀钢钒钛的产量为4万吨级/年，稳居全国第一。
龙佰等企业积极主动合理布局钒商品新生产能力
龙佰集团于2022年7月发布消息拟投资25亿人民币基本建设年产量3万吨级五氧化二钒自主创新示范项目，新项目分期付款执行，一期建 设年产量1.5万吨级98% V2O5和360万吨级铁精矿偏碱球团矿；二期基本建设年产量1.5万吨级V2O5和360万吨铁精矿偏碱球团矿， 最终达到年产量3.0万吨级98% V2O5和720万吨级铁精矿偏碱球团矿，开发周期31月。陕西省秦枫高新科技于2022年2月在陕西商南县举办年产量1.1万吨级五氧化二钒项目开工仪式，此项目拟投资8.9亿人民币。湖北工建集团公司于2021年4月在湖北宜都签订钒电原材料生产及钒电池新项目，总投资10亿人民币，一期基本建设年产量3000吨 五氧化二钒生产流水线，二期基本建设年产量6GWh钒电池生产流水线。
钒中下游主要用途普遍
在工业化中，钒铁和金属钒主要应用于钢铁冶金和航空航天行业；含钒化学物质用于化工厂和电池行业；钒元 素做为原材料添加物，适合于硬质合金刀具、带磁、超导体及原子炉材料等；钒的化合物以及化学物质当做添加剂会有 效用用于玻璃和陶瓷工业生产；最终，做为新式行业，钒还用来生产制造钒电池、希土钒、钒纳米技术和钒薄膜材料等高线科 技原材料。
质子交换膜迈入新应用
离子交换膜是钒电池重要预制构件
离子交换膜是钒液流电池中的关键结构部件，其能够隔开阴阳极电解液，可选择性地根据符合条件的颗粒，既促使电源电路产生合闭， 又限制了电解液间不一样价态钒正离子因交叉污染所引起的自放电率状况。
钒氧化还原反应流电池的膜应当具有以下特点：①对钒正离子和水分的占有率要低，减少自放电率趋向；②对反质子或可选择性阳离子 （硫酸根）有高的传送水平，减少膜的电阻器，减少因膜内电阻导致效率损害；③良好的循环系统稳定性和化学稳定性；④比较低 的原材料成本。
外国企业在质子交换膜销售市场仍占主导性
质子交换膜因为制备工艺繁杂，长期被美国杜邦、戈尔、旭硝子等美国和日本极少数生产厂家垄断性。 美国杜邦是全球最开始开发设计并市场销售质子交换膜的企业，早就在1962年就开发出特性良好的全氟磺酸型质子交换膜，即Nafion系列商品， 目前为止Nafion膜也是全球应用最广泛的。 现阶段，国际品牌全氟磺酸膜价钱相对较高，以Nafion117为例子，价格在500-1000美金/平米；Nafion212价格在300-400美金/ 平米，高价位膜也一定程度抑止钒电池的推广。以东岳、科润为代表国内公司也专注于质子交换膜的产业化，现阶段关键集中化 在流行的需求全氟磺酸质子交换膜的生产及其技术攻关上。
钒电池用离子交换膜销售市场规模有望突破6 0亿人民币
据伟力得环评报告表，每制造1MW的钒电池所需要消耗的离子交换膜大约为830 m2，据咱们计算，2021年钒流液电 池新增加装机规模做到0.13GW ，消耗的离子交换膜达10.8万平方，预估2026年钒液流电池新增加装机规模做到 4.93GW ，消耗的离子交换膜将达到409.33万平方,销售市场规模可以达到62.60亿人民币。
碳毡电级推动碳纤维材料要求提高
钒电池电极极化特性有特别要求
有别于传统式锂电池电极的插层原理（电解液正离子在电级层状结构的原材料晶格常数里的可逆性插层和滑脱），全钒流液 电池的电级自身并不是参于反映，仅在电级表层为电化学腐蚀给予反映活性位点。电化学腐蚀发生时，这种 活性位点进一步降低了反映产生需要反应速率，使电化学腐蚀顺利开展。
全钒液流电池的电池材料需要具备下列特性：① 电池材料具有较好的化学稳定性，耐酸性耐空气氧化，以保证电级具 有长的使用期；② 优越的电催化剂的活性，能提高电化学反应速度，即提升钒液流电池的倍率性能；③ 高比表 总面积/合理光电催化面积，以确保电级与电解液充足触碰，提升单位体积电解液电化学腐蚀总产量，即提升电解液 使用率；④ 较好的导电性能，能够降低电池内阻，减少充电放电过程的光电催化电极化。
比较多中小型生产商合理布局碳毡/石墨毡
碳毡和石墨毡均属碳纤维，此类原材料具备轻质、高韧性、高韧性、导电性、传热、抗腐蚀、耐疲惫、耐热、热膨胀系数小等 一系列别的材料所无可替代的优质特性。
现阶段，中国碳毡/石墨毡通常是纳科新型材料、甘肃省富莱、吉林省神州等并未发售中小型生产商开展合理布局，这些企业从流行碳纤维材料厂采 购碳纤维材料，并进一步生产加工，做成碳毡/石墨毡销售给中下游融科储能技术、上海电气等钒电池集成化生产商。
钒电池装机量带动碳毡销售市场规模
一方面伴随着钒电池市场增长，装机规模提升，碳毡要求将持续上升；另一方面，伴随着碳纤维材料总体要求升高，生 产规模不断发展，碳毡价格有希望获得往下调节。
据伟力得环评公告，每制造1MW的钒电池所需要消耗的碳毡大约为1450m2 ，2021年钒液流电池新增加装机规模达 到0.13GW ，消耗的碳毡达18.9万平方，预估2026年钒液流电池新增加装机规模做到4.93GW ，消耗的碳毡将 做到715.1万平方,销售市场规模可以达到7.22亿人民币。
（文中仅作参考，并不代表他们的一切投资价值分析。如果需要应用有关信息，客户程序汇报全文。）
微信扫一扫 
