在当今迅猛发展的科技领域，能源储存一直是一个备受关注的焦点。在不断的技术突破性中，钒液流电池将不断为可再生能源的大规模应用提供了更为可靠和高效的解决方案。 钒液流电池是一种活性物质存在于液态电解质中的二次电池技术。其主要由电堆系统、电源负载系统、电解液存储与供应系统等部分组成。电堆系统由电极、离子交换膜、双极板、板框PVC、电解液等组成。不同价态的钒离子作为正、负极活性物质，分别装在两个大储液罐的溶液中，通过外接泵将电解液泵入到电池堆体内，使其在不同的储液罐和半电池的闭合回路中循环流动；在循环泵的推动下流经电堆，并发生电化学反应，实现化学能与电能的转换，从而实现电能的存储与释放。 技术特点： 钒液流电池灵活性高，由于电堆决定了充放电的功率，电解液决定了充放电的时长，因此交流测和直流侧做到完全的解耦，单纯增加电解液就可以增加放电时长，同时其安全性高于锂电池； 在循环次数方面，钒液流电池目前存在循环效率低，运营成本较高的特点。由于工作机理，钒液流电池的循环效率约为理论值得70%，甚至在青海等昼夜温差大的地区循环效率低于60%，原因在于 电堆控制模块的更换和电解液衰减。 电堆每循环3000-5000次需要大修，对于核心部件如隔膜、防扩散紧密件等进行更换；在电解液方面，在使用的过程中存在泄露、串流、混入气泡等，需要进行电解液的补充。电解液运行最佳温度需要在35-40度进行，由于溶质五氧化二钒温度高于40度的时候出现析出絮状物质，絮状固体被挂在电堆上会影响排气排水，影响离子交换通道，导致电堆功率急剧下降，影响电堆使用寿命。 未来技术突破方向： 在未来的技术突破方面主要对于电堆的改进和材料的制造工艺的提升。电堆的构成改进可提升电堆流通通道，密封性、排气性，此外在微观材料，通过对于材料改进及制造工艺的改进，使得电堆的材料性能更加优异，即使在电解液质量下降时对于离子输送及化学反应也将保持稳定。电解液改进空间目前仍处于研究阶段，目前一些研究的方向在于电解液中加入添加计来改善电解液高温的析出，但是目前缺乏长期的运营数据。目前没有钒液流对于大规模应用的限制主要仍为成本问题，液流电池系统现在3000元以上/kwh，锂电池的储能系统1200-1300/kwh，初投资成本是锂电池的2-3倍，但伴随技术不断进步成本将持续降低，不断吸引更多资金进入。 未来应用场景： 目前其 安全性及灵活性较高，但其占地面积较大，且运行温度区间较窄 ，目前主要应用于 中西部温差较小地区的大储项目 ，例如发电侧及电网侧 调峰项目 ，以及 长时储能 的风光配储，保障性电源等，未来在解决电堆更换及补液带来的额外成本时，其市场份额将迅速提升。

一直以来，氧化还原液流电池都是锂离子电池的“候选替代品”，因为它们不使用稀土和有毒材料。然而，由于能量密度低和市场份额有限，它们面临着挑战。 近期，来自瑞士联邦材料科学与技术实验室（Empa）的研究人员David Robber在这一领域取得了突破。他试图通过扩大电化学电池以加快充放电速度，同时开发更大的储罐以提高存储容量来解决上述问题。 他说：“液流电池的能量密度比固体存储材料电池低10倍左右。我认为，溶解在电解质中的存储材料越多，液流电池的能量密度就越高。然而，高浓度会使溶液变稠，你需要更多的能量才能将其泵入电池。” Robber想要开发一种介于液流电池和锂离子电池之间的混合电池，方法是在液流电池的储罐中嵌入固体储存材料。 他说：“如果溶解材料和固体储存材料精确匹配，它们就能相互传递能量。这使得液流电池的可扩展性能与固体存储材料的高能量密度相结合。” Robber承认，他首先必须确定合适的材料，这些材料必须可以在20年的运行期内稳定地用于储罐。他还提到螯合物是溶解存储材料的可能候选物，并将其描述为“包裹”在金属离子周围的多臂有机分子。 他说：根据有机分子（配体）的内结构，氧化还原电位会发生变化。 Reber说他并不需要从头开始这个项目，因为他此前已经研发了一种基于螯合物的氧化还原液流电池。未来，他还将进一步研究，希望能开发出一种功能良好、具有额外固体存储空间的电池。 “如果这种方法可行，潜在的应用将非常多样化。只需要水泵和几根管子就可以了。”他说。