钒电池：有望超预期的储能电池潜力方向

（关注原因：短线，较锂电池具有比较大的容量优势）

1、全钒氧化还原液流电池，简称为钒电池，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。

2021年7月，国家发改委和能源局发布《关于加快推动新型储能发展的指导意见》，文件提出要坚持储能技术多元化，推动锂离子电池等相对成熟新型储能技术成本持续下降和商业化规模应用，实现钒电池等液流电池长时储能技术进入商业化发展初期。

2、钒电池的主要优点有：

（1）大功率：通过增加单片机电池的数量和电极面积，可以提高钒电池的功率。美国商业示范运行的钒电池功率已达6兆瓦。

（2）大容量、储能容量可控：通过任意增加电解液的体积，可以任意增加钒电池的功率，达到超过GWH；通过增加电解液的浓度，可以成倍增加钒电池的功率。

（3）高效：由于钒电池电极的催化活性高，正负活性物质分别储存在正负电解液储槽中，避免了正负活性物质的自放电消耗，充放电能量转换钒电池的效率高达75%以上，远高于铅酸电池的45%。

（4）使用寿命长：由于钒电池正负活性物质分别只存在于正极和负极电解液中，在充放电过程中其他电池的相位没有变化，可以在不损坏电池的情况下进行深放电，电池使用寿命长。加拿大VRB动力系统商业示范中运行时间最长的钒电池组件已正常运行9年多，充放电循环寿命超过18000次，远高于固定铅酸电池的1000次。

（5）响应速度快：钒电池组充满电解液瞬间启动。运行过程中，充放电状态切换仅需0.02秒，响应速度为1毫秒。

（6）瞬间充电：通过改变电解液可以实现钒电池的瞬间充电。

（7）安全性高：钒电池无爆炸、火灾隐患，即使正负电解液混合，也无危险，但电解液温度略有上升。

（8）制造和安置便利：波流电池选址自由度大，系统可全自动封闭运行，无污染，维护简单，操作成本低。

（9）深充深放：系统深充深放不会对电池性能造成影响，系统放电深度（DOD）≥90%。在快速、大电流密度下充放电，不会对电池造成损伤。

（10）环境友好：电解液均为液体，能无限次循环使用，且电解液可回收利用，不会对环境造成污染；电堆材料中电极采用炭/石墨毡，双极板大多采用石墨或碳材料，报废后不会对环境造成污染。其他材料多为高分子材料，可回收利用。

3、钒电池的缺点有：

（1）比能量低：体积庞大，钒电池的质量比能量是锂电或钠硫电池的1/3~1/2，将使电池沉重、庞大，这也直接导致了钒电池不适宜用于电动汽车，只能用在静态储能装置上。

（2）对环境温度要求苛刻：钒电池正极液中的五价钒在静置或温度高于45℃的情况下易析出五氧化二钒沉淀，析出的沉淀堵塞流道，包覆碳毡纤维，恶化电堆性能，直至电堆报废，而电堆在长时间运行过程中电解液温度很容易超过45℃。另一方面，温度不能低于电解液的冰点，否则电解液凝固将使电池不能运转。因此一般的运行温度都要求在0~45℃之间。

（3）正极极板易报废：石墨极板要被正极液刻蚀，如果用户操作得当，石墨板能使用两年，如果用户操作不当，一次充电就能让石墨板完全刻蚀，电堆只能报废。在正常使用情况下，每隔两个月就要由专业人士进行一次维护，这种高频次的维护费钱、费力。

（4）比能量进一步提高受限：受不同钒离子在10℃~40℃范围内溶解度的限制，全钒液流电池总钒浓度被限制在2M以内，制约全钒液流储能系统比能量的提高。

（5）成本过高：一个5kw的电堆目前的成本大概在4万～5万之间，这为钒电池的推广普及带来重要的障碍。

4、目前钒电池渗透率刚刚1%，按照太平洋证券的推测，依据《关于加快新型储能发展的指导意见》政策制定目标，2025年累计实现新型储能30GW装机量，钒电池渗透率20%+，2021-2025有望是钒电池渗透率提升的第一阶段爆发期。钒电池的适用场景为大规模储能以及人群相对密集的用户侧储能电站。相关公司见下表：

5、风险提示：钒电池的经济性、商业化路途遥远；券商部分数据可能过分夸大；相关公司股价短期较高等。

（相关资料来自太平洋证券、公司公告等互联网信息）