国外发展
　　钒电池（

VRB）是一种新型清洁能源存储装置，经过美国、日本、澳大利亚

等国家的应用验证，与目前市场中的铅酸蓄电池、镍氢电池相比，具有大功率、
长寿命、支持频繁大电流充放电、绿色无污染等明显技术优势，主要应用于再生
能源并网发电、城市电网储能、远程供电、

UPS

系统、海岛应用等领域。

　　早在

—

年代，就有铁铬体系的氧化还原电池问世，但是钒系的氧化还

原电池是在

1985 年由澳大利亚新南威尔士大学的 Marria Kacos 提出，经过

十多年的研发，钒电池技术已经趋近成熟。在日本，用于电站调峰和风力储能的
固定型（相对于电动车用而言）钒电池发展迅速，大功率的钒电池储能系统已

投入实用，并全力推进其商业化进程。
国内发展
　　前期工作：我单位从

1995 年率先在国内开始钒电池的研制。先后研制成功

了

20W、100W、500W 的钒电池样机，在钒电池的关键技术上有所突破，填补

了国内空白。成功开发了四价钒溶液制备、导电塑料成型及批量生产、中型电池组
装配和调试等技术。

1998 年，500w 的钒电池样机用于电瓶车的驱动。现已研

制出

800W

的产品样机。

主要参数
　　如下：单体数：

10 个电极面积：784cm2；单体电池厚度：13mm；电

解液浓度：

1.5M VOSO4＋2M H2SO4；电解液量：10L；理论容量：

200Ah；最大充电电流：80A（电流密度 102mA/cm2）；充电电压（50^充
电状态）：

40A 充电电压为 15.0V，80A 充电电压为 16.5V；充电容量：

40Ah；最大放电电流：80A（电流密度 102mA/cm2）；放电电压（50^放
电状态）：

40A 放电电压为 11.5V，80A 放电电压为 10V；放电容量：

30Ah

≥

；充放电利用率：

80^

≥

；电堆最大功率：

800W

。

工作原理及发展
工作原理
　　钒电池（

VRB）是一种可以流动的电池，目前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（VanadiumEnergy

Storage System，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