随着工业经济的不断发展， 可再生能源在现代社会的重要性越来越突出，太阳能和风能发电得到了大量应用。由于其产生的电能的不稳定性，因此这些电能不能直接并入电网中。氧化还原液流电池具有能量储存和能量转换可以在不同地点实现的特点， 是一种前景看好的能量储存系统。
钒电池电解液是钒电池的关键材料之一，电解液中钒离子的浓度和电化学活性决定钒电池的能量密度，对钒电池的发展起到至关重要的作用，因此也是人们比较关注的研究热点。
钒电解液|图源:大连融科
1 钒电池电解液的组成及稳定性
1.1 钒电解液的组成
钒电池正极电解液由含有VO²⁺和VO₂⁺的硫酸溶液组成，部分新型电解液采用盐酸基或硫酸-盐酸混酸体系（能量密度提升20%以上）。负极电解液是由含有V²⁺和V³⁺离子的硫酸溶液组成，部分研究中引入甲基磺酸（MSA）作为支持电解质，可提高电解液活性和可逆性。在钒电池运行过程中，质子在正极和负极电极表面转移，通过正极、负极电解液和质子交换膜，以保持电荷平衡。
① 正极反应（还原反应）
② 负极反应（氧化反应）
③ 总反应
1.2 稳定性影响因素及优化
温度与溶解度：不同价态钒离子的溶解度随温度变化显著，V³⁺在低温易析出V₂(SO₄)₃，V⁵⁺在高温易析出V₂O₅。通过混酸体系（如硫酸-盐酸）可将工作温区拓宽至-20~65℃。
添加剂：
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无机添加剂：磷酸盐类（如NaH₂PO₄）可形成V-O-P键，抑制沉淀生成。
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有机添加剂：甲基磺酸（MSA）可延缓沉淀形成，提升电化学活性；含羧基或氨基的有机物（如马来酸酐）通过螯合作用稳定钒离子。
钒离子浓度是决定钒电池能量密度的关键因素，电解液中钒离子浓度受溶解度、温度和荷电状态(SOC)的影响。不同价态钒离子的溶解度和热稳定性是不一样的，这将会限制电解液中不同价态钒离子浓度。
2 钒电池电解液的制备
钒电池电解液的制备大概可以分为3种方法。
第1种方法是采用硫酸氧钒（VOSO4）作为原料，将 VOSO4直接溶解于一定浓度的硫酸溶液中得到V(IV)离子电解液，然后经过预充电过程，得到V(Ⅱ)和 V(V)离子电解液。虽然这种方法比较方便，但 VOSO4成本较高，不适合大规模生产。
第2 种方法是以 V2O5为原料，采用电解法。在电解法中， V2O5粉末悬浮于负半电池的硫酸溶液中，正半电池采用相同浓度的硫酸溶液，电解时正极发生析氧反应，在负极 V2O5被还原为V4+或V3+或V3.5+(等比例V4+和V3+）。为了降低全钒液流电池的生产成本，刘然等在国内首次采用流动型电解槽电解还原法，以V2O5为原料制备全钒液流电池电解液，结果表明，在40mA·cm-2恒流电解得到的电解液具有良好的电化学活性和可逆性。由于电解需要耗费电能，因此，从工业化的角度来看，这种钒电解液制备方法仍然存在成本高的缺点。
第3种方法是以 V2O5为原料，采用化学还原法。化学还原法一般是先将 V2O5粉末在浓 H2SO4中活化溶解，然后再加入还原剂还原 V2O5，得到 v4+电解液。各种各样的还原剂用来还原 V2O5制备钒电池电解液。杨亚东等采用化学还原法以 V2O5为原料，比较了草酸、抗坏血酸、酒石酸、柠檬酸、双氧水、甲酸、乙酸作为还原剂制备所得钒电池电解液的性能。其结果发现，草酸制得的电解液转化率及还原率较高，且其电化学活性明显优于其他还原剂，该反应在常温下能自发进行，且制备的电解液能够抑制析氧副反应的发生，具有良好的电极反应速率。
数据来源：《液流电池储能技术及应用》，国泰君安证券研究
新型短流程技术
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萃取法：以钒渣钠化焙烧浸出液为原料，通过“预除杂-还原-萃取”流程直接制备高纯度电解液，省去高纯V₂O₅中间步骤，成本降低30%，且无氨氮废水排放（中科院过程工程所已建成1500m³/年示范线）。
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化学还原联合电解法：先化学还原V₂O₅至V⁴⁺，再电解至V³⁺，适合产业化生产（四川星明能源公司采用此法，能量效率超75%）。
三、国内钒电池电解液主要布局企业
大连融科储能：全球最大钒电解液生产商，市占率80%，主攻硫酸基电解液。
攀钢钒钛（000629.SZ）：依托钒资源优势，布局盐酸基电解液，参与万吨级产线建设。
川威集团：与中科院合作建设萃取法电解液示范线，规划万吨级产能。
湖南银峰新能源：采用化学还原法生产高纯度电解液，市场份额领先。
河北中科同创：推动短流程技术产业化，聚焦低成本电解液制备。
此外还有以下布局企业（排名不分先后）：
中国恩菲工程技术有限公司
北京德泰储能科技有限公司
中国科学院过程工程研究所
沈阳恒久安泰环保与节能科技有限公司（涵盖硫酸、盐酸及混酸三种体系）
朝阳鑫瑞钛业科技有限公司（项目在建）
辽宁鑫淼储能科技有限公司（在建5000立方钒电解液示范线）
河钢集团有限公司（年产1000吨钒电解液产线）
承德祥钒储能科技有限公司（绿钒持股49%，23年备案3万立方米钒电解液项目）
承德新新钒钛储能科技有限公司（年产33000m³高纯钒电解液生产线）
普能世纪（山西）新材料有限公司（年产6万方钒电解液）
Enerflow液流储能科技有限公司（子公司山东液流海材聚焦电解液生产供应）
龙佰集团股份有限公司（在建年产6万立方钒电解液项目）
陕西省金峰钒储能有限责任公司（年产1万立方米钒电解液）
陕西有色金属控股集团有限责任公司
陕西聚泰新材料科技有限公司
华秦储能技术有限公司（有电解液中试车间）
江苏美淼储能科技有限公司（设计产能10万方/年）
寰泰储能科技股份有限公司（年产9万方）
浙江聚合储能科技有限公司
浙江星辰新能科技有限公司（设计30万m³/a）
大力储能技术湖北有限责任公司
湖南汇锋高新能源有限公司（年产5000立方）
湖南友立储能科技有限公司（中试成功，产线化设计中）
湖南创大钒钨有限公司（已落地一条产线）
四川天府储能科技有限公司
四川省兴欣钒科技有限公司
四川发展兴欣钒能源科技有限公司（3500m³/a电解液的中试线）
四川钒融储能科技有限公司（具备年产2000m³钒电解液生产能力）
贵州志喜科技有限公司
华钼实业股份有限公司
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以上为部分不完全企业，欢迎补充
