钒电池的工作原理
钒电池（VRB）是一种可以流动的电池，正在逐步进入商用化阶段。VRB作为一种化学的能源存储技术，和传统的铅酸电池、镍镉电池相比，它在设计上有许多独特之处，性能上也适用于多种工业场合，比如可以替代油机、备用电源等。利用VRB技术设计制造的VESS系统（VanadiumEnergyStorageSystem，即钒能源存储系统），其设计和操作特性在VRB的基础之上被优化，而且集成了许多自动化的智能控制和用于管理操作的电子装置。
简单地说，钒电池将存储在电解液中的能量转换为电能，这是通过两个不同类型的、被一层隔膜隔开的钒离子之间交换电子来实现的。电解液是由硫酸和钒混合而成的，酸性和传统的铅酸电池一样。由于这个电化学反应是可逆的，所以VRB电池既可以充电，也可以放电。充放电时随着两种钒离子浓度的变化，电能和化学能能相互转换。
VRB电池由两个电解液池和一层层的电池单元组成。电解液池用于盛两种不同的电解液。每个电池单元由两个“半单元”组成，中间夹着隔膜和用于收集电流的电极。两个不同的“半单元”中盛放着不同离子形态的钒的电解液。每个电解液池配有一个泵，用于在封闭的管道中为每一个“半单元”输送电解液。当带电的电解液在一层层的电池单元中流动时，电子就流动到外部电路，这就是放电过程。当从外部将电子输送到电池内部时，相反的过程就发生了，这就是给电池单元中的电解液充电，然后再由泵输送回电解液池。
在VRB中，电解液在多个电池单元间流动，电压是各单元电压串联形成的。标称电压是1.2V。电流密度由电池单元内电流收集极的表面积决定，但是电流的供应取决于电解液在电池单元间的流动，而不是电池层本身。VRB电池技术的一个最重要的特点是：峰值功率取决于电池层总的表面积，而电池的电量则取决于电解液的多少。
在传统的铅酸和镍福电池中，电极和电解液被放置到一块，功率和能量强烈地依赖于极板面积和电解液的容量。但VRB电池不是这样，它的电极和电解液不一定必须放到一块，这就意味着能量的存放可以不受电池外壳的限制。从电力上来讲，不同等级的能量可以为电池层中不同的电池单元或单元组中通过提供足够的电解液来得到。给电池层充电和放电不一定需要相同的电压。例如，VRB电池可以用串联电池层的电压放电，而充电则可以在电池层的另一部分用不同的电压进行。
钒电池市场前景
钒电池全称为全钒氧化还原液流电池（VRB），是一种活性物质呈循环流动液态的氧化还原电池。在我国电化学储能市场中，锂离子电池与铅蓄电池是主流产品，合计市场份额占比达到97.9%。相较于锂离子电池与铅蓄电池，我国钒电池行业仍处于起步阶段，市场占有率低。但钒电池具有使用寿命长、安全可靠性高、可重复放电、适应大规模应用等优势，成为电化学储能行业产品升级的重要方向。
钒电池的主要原材料之一是金属钒，我国钒资源储量丰富，已探明储量约为6400万吨，全国19个省市均有钒资源分布，其中四川攀枝花和河北承德地区是主要集中地。我国钒资源储量大，在下游市场的推动下，钒产量不断增多，是全球最大的金属钒生产国，为我国钒电池行业发展奠定了坚实基础。
根据新思界产业研究中心发布的《2019-2023年钒电池行业深度市场调研及投资策略建议报告》显示，我国钒电池行业在研发领域持续加大投入，经过不断发展，相关技术瓶颈不断突破，已经掌握部分核心技术。此外，我国光伏、风电等新能源产业蓬勃发展，智能电网建设速度加快，市场对储能的需求快速提升，钒电池优异的特点适合我国新型电网的需求，行业迎来发展机遇。
截止到2018年底，我国储能市场累计装机功率规模达到31.3GW，其中，电化学储能累计装机功率为1072.7MW，同比增长175.2%，占比为3.4%。我国储能市场持续保持较快的速度增长，电化学储能市场呈现爆发式增长态势，未来发展潜力更大。在电化学储能市场中，由于我国钒电池行业仍处于发展初期，企业数量较少，市场尚未打开，份额占比极小，但产品性能优势明显，未来发展空间巨大。
受环保政策以及供给侧改革的推动，2018年，我国钒价格持续在高位运行，钒电池生产成本增大。同时，我国钒电池在部分技术领域仍有瓶颈尚待突破，短期内，我国钒电池产业化发展可能性较小。但随着相关技术瓶颈逐步突破，行业进入规模化发展阶段后，生产成本将逐渐降低，再加上市场认可度不断提高，我国钒电池行业未来发展前景广阔。
新思界行业分析人士表示，相较于锂离子电池与铅蓄电池，钒电池性能优势明显，将成为储能行业产品升级的重要方向。我国钒资源丰富、钒电池行业已掌握部分核心技术、新能源产业与智能电网行业发展迅速，这些因素均为我国钒电池行业发展提供良好支撑。但我国钒电池行业仍有部分关键技术尚未掌握，再加上金属钒价格较高，现阶段我国钒电池行业仍处于发展初期，未来还有较长的道路要走。