钒液流电池具有功率大、容量大、安全性高、寿命长等优点。
全钒液流电池是一种新型储能和高效转 化装置，将不同价态的钒离子溶液分别作为正极和负极的活性物质，分别储存在各自的电 解液储罐中，通过外接泵把电解液泵入电池堆体内，使其在不同的储液罐和半电池的闭合 回路中循环流动，采用离子交换膜作为电池组的隔膜，电解质溶液平行流过电极表面并发 生电化学反应，通过双电极板收集和传导电流，使存储在溶液中的化学能转化为电能。这 个可逆的反应过程使钒电池可顺利完成充电、放电和再充电。
钒液流电池具有功率大、容量大、安全性高、寿命长等优点，是一种大容量可深度充 放电且安全环保的储能电池。通过增加单片电池的数量和电极面积或提高电解液的浓度， 均可以提高钒电池的功率，通过任意增加电解液体积可以提升钒电池的容量，因此全钒液 流电池理论上可以达到很高的功率和容量。10 月 30 日，由中国科学院大连化学物理研 究所储能技术研究部研究员李先锋团队提供技术支撑的迄今全球功率最大、容量最大的百 兆瓦级液流电池储能调峰电站正式并网发电。
该项目是国家能源局批准建设的首个国家级 大型化学储能示范项目，总建设规模为 200MW/800MWh。本次并网的是该电站的一期工 程，规模为 100MW/400MWh。其次，钒电池的充放电能量转换效率大于 75%，远高于 铅酸电池的 45%，因此钒电池相当高效。再次，由于钒电池的正极活性物质和负极活性 物质分别存在于正极和负极电解液中，在充放电过程中不会发生其他电池的相变，可以深 度放电而不损坏电池。
据北京普能官网，钒电池理论使用寿命大于 20 年，加拿大 VRB 动力系统商业示范中运行时间最长的钒电池模块已正常运行 9 年多，充放电循环寿命超 过 18000 次，远高于固定式铅酸电池的 1000 次。此外，钒电池还具备快速响应速度、瞬时充电与高安全性等特点，在操作过程中，充电和放电状态的切换仅需 0.02 秒，响应 速度为 1 毫秒，可通过更换电解液对钒电池进行瞬时充电，不同于使用非水电解液的锂 电池，钒液流电池正负极均为钒离子水溶液，无爆炸或火灾隐患，安全性大大提升，即使 正负极电解液混合，也没有危险。
但目前钒液流电池还存在质量体积庞大、环境温度要求高和成本高昂等缺陷。钒电池 的比能量和比功率远低于其他电池系统，同样能量钒电池的体积是锂电池的 3-5 倍，质量 达 2-3 倍，因此钒电池不适用于电动汽车等场景，在静态储能系统领域具有更大的应用潜 力。钒电池通常工作环境的温度需保持在 0-45℃，温度过低会导致电解液凝固，温度过 高则会导致溶液中 V5 + 形成 V205 析出，从而堵塞电解液流道、包覆碳毡纤维并恶化电堆 性能，导致电池报废，而电堆在长时间运行过程中电解液温度容易超过 45℃。与其他储 能电池系统相比，目前钒液流电池最大的劣势是成本高昂， 5kW 钒电池仅材料成本可达 40 万以上，成本主要来自电解液和电堆，分别约占 40%和 35%。石墨极板会被正极液 刻蚀也要求对钒电池进行高频次的维护，增加额外成本。
由于全钒液流电池的输出功率和储能容量可以相互独立，因此储能时长越长，单位成 本越低。考虑到全钒液电池成本中钒电解液占比较大，因此将成本分为电解液和非电解液 部分。根据《全钒液流电池的技术进展、不同储能时长系统的价格分析及展望》（张华民 著）一文中提供的数据，融科储能 2021 年第三季度兆瓦级全钒液流电池储能系统的价格， 当电解液原料五氧化二钒的价格为 10 万元/t 时，电解液价格为 1500 元/kWh，不含电解 液的系统价格为 6000 元/kW。基于此张华民测算不同储能时长的全钒液流电池储能系统 的实际价格：当储能时长为 1h，不含电解液的系统价格为 6000 元/kW，加上电解液的 价格后系统的市场总价格为 7500 元/kWh；当储能时长为 4h 以后，不包括电解液的储 能系统价格分摊至 1500 元/kWh，加上电解液的价格后储能系统的总价格为 3000 元 /kWh；以此类推，如果储能时长为 8h，储能系统的总价格将降至 2250 元/kWh。因此， 对于储能时长为 4h 的钒电池储能系统，初次投资成本为 3000 元/kWh，电解液成本在 系统占比达 50%；对于储能时长为 8h 的储能系统，初次投资成本降至 2250 元/kWh， 但电解液成本占比提高至 2/3。2009 年大连化物所在西藏太阳能研究所实施的 5 kW/50 kWh 全钒液流电池储能项目的储能时长是 10h。2011 年融科储能在大连附近的蛇岛上实 施的 20kW 太阳能光伏发电配套 10kW/200kWh 全钒液流电池储能项目的储能时长为 20h，充分证验了其适用于长时储能。储能时长越高，电解液在储能系统中的价值占比越 高，进一步证明了钒液流电池产业链中电解液环节的重要性。
钒液流电池全生命周期成本更低， LCOE（度电成本 ） 可跑赢锂电池。由于全钒液 流电池的电解液可再生循环使用，1 kwh 电解液约需要 8kg 高纯度的 V2O5，如果能够形 成制造-使用-回收的产业闭环，将进一步提高其残值，即储能电池在使用一定年限（通常 为 15-20 年）后的剩余价值。据张华民在《全钒液流电池的技术进展、不同储能时长系 统的价格分析及展望》一文测算，同样以储能时长为 4 小时的钒液流电池储能系统为例， 其中废金属的残值估值为 300 元/kW，折合为 75 元/kWh，电解液残值约为原有的 70% 即 1050 元/kWh，合计残值为 1125 元/kWh，实际成本为 1875 元/kWh；而对于储能时 长为 10 小时的系统来说，废金属残值折合为 30 元/kWh，合计残值为 1080 元/kWh， 实际成本仅为 1020 元/kWh。
