钒电池，全称是全钒液流电池，是一种活性物质呈循环流动液态的氧化还原电池。全钒液流电池是一种以钒为活性物质呈循环流动液态的氧化还原电池。钒电池电能以化学能的方式存储在不同价态钒离子的硫酸电解液中，通过外接泵把电解液压入电池堆体内，在机械动力作用下，使其在不同的储液罐和半电池的闭合回路中循环流动，采用质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，从而使得储存在溶液中的化学能转换成电能。
早在60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，经过二十多年的研发，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。
近年来，我国储能装机规模始终处于快速增长阶段，在全球"绿色经济"大潮下，可再生能源配储的呼声也大力提振了储能市场。液流电池作为电化学储能中的一种，因其大容量、高安全性等优势而备受行业关注。其中，全钒液流电池因其良好电池性能更加受到研究者青睐。
根据中研普华出版的《2021-2026年中国全钒液流电池行业发展分析与投资研究咨询报告》显示：电化学储能是储能极其重要的一种技术形态，未来十年内，锂离子电池将保持主导应用地位。预计2035年，储能装机需求2亿-2.5亿千瓦，其中锂离子电池为主体的储能约1.1亿-1.6亿千瓦。
根据 全国新能源消纳监测预警中心，2021 年 Q1 全国风电发电量 1727 亿千瓦时，同比增长50.3%;光伏发电量 688 亿千瓦时，同比增长 30.3%。风电、光伏累计发电量 2415 亿 千瓦时，同比增长 44.0%，占全部发电量的比重为 12.7%，同比提升 1.9 个百分点。当 前占比较小，对电网整体冲击不大。
风光发电量提升带来的消纳问题使储能受到重视，各国积极推动政策支持储能，储能已开始商业化发展。此外，碳中和背景下储能政策支持力度大，叠加系统成本下降导致经济性显现，储能预期确定性增长。
据了解，全钒液流电池因其水基储能介质而拥有更高的安全性能，同时，全钒液流电池在循环次数寿命、全生命周期度电成本、资源可持续性以及资源可回收特性等关键性能指标方面具有明显竞争优势。多年以来，国内外研究人员始终在推动这一新兴电池技术降本路径。
高功率密度电池电堆设计创新是重要的降本突破口。低碳院最新研究成果显示，针对全钒液流电池电堆设计进行创新，能够有效提高电池功率密度。低碳院也凭借此次成果获得中国国际储能大会组委会"2020年度中国储能产业最佳前沿储能技术创新奖"。低碳院最新研发的全钒液流电池，相较于常规全钒液流电池，其储能电堆功率密度和电池能量效率都有显著提升，此外成本也下降约30%左右，低碳院此技术有着明显的性价比优势。
在电池技术不断迭代更新、成本不断下降的情况下，业内专家普遍认为，全钒液流电池已经具备商业化开发条件。目前全钒液流电池是最成熟的液流电池，考虑到液流电池本身优势，全钒液流电池是满足大规模储能产业化要求较为理想的技术，其技术性能与成本也已达到可规模化发展的水平。
钒的应用也相对广泛，其最重要的应用则是在钢铁行业中，作为铁的合金元素可提高钢材的坚硬程度。早在2012年，国家发改委便印发《钒钛资源综合利用和产业发展“十二五”规划》，其中就提出要提高资源利用水平、淘汰落后产量的要求。
2018年钒的表现非常突出，一度涨到了2017年价格的5、6倍。之所以出现如此大幅的上升，业内人士分析认为，一是因为2018年国家提高了钢材标准，原料钒的需求有大幅提高;二是由于国家环保政策“一刀切”，部分钒矿由于达不到环保标准从而关停，导致钒的供应量也有所下降。
钒流电池因其独特优点，使其在许多领域有着广泛的应用：
1、风力发电市场
风力发电机需要配备功率大约相当于其功率1%的铅酸电池用于紧急情况时风机保护风叶用，另外每一台风机还需要配备功率大约相当于其功率10%~50%的动态储能电池。对于风机离网发电，则需要更大比例的动态储能电池，拥有众多杰出优点的钒电池完全可以取代现有的铅酸电池，进而构建风电场的动态能源储存系统。
2、光伏发电
顾名思义，光伏发电需要太阳光，一旦到了晚上和阴雨天就发不了电，因而需要储能电池为其储存电力，由于现有的铅酸电池功率、容量和寿命均非常有限，相信集众多杰出优点于一身的钒电池将作为光伏发电储能电池的首选。
3、电网调峰
电网调峰的主要手段一直是抽水蓄能电站，由于抽水蓄能电站需建上、下两个水库，受地理条件限制较大，在平原地区不容易建设，而且占地面积大，维护成本高。钒电池储能电站不受地理条件限制，选址自由，占地少，维护成本低。可以预期，随着钒电池技术的发展，钒电池储能电站将逐步取代抽水蓄能电站，在电网调峰中发挥重要的作用。
4、电动汽车电源
钒电池由于自身的独特结构，充电接受能力强，适应快速大电流充电及大电流深度放电，比功率大，比能量高，适合于作电动汽车的动力电源，也可以解决汽车尾气排放而造成的空气污染问题。钒电池作为汽车驱动力的优点是能够实现“瞬间充电”(直接更换或补充电解液)。
5、不间断电源和应急电源
作为UPS可用于办公大楼、剧院、医院等应急照明场所，也可用作计算机以及一些军事设备的备用电源。
6、供电系统
海岛、偏远地区等地区建设常规电站或建设架设输电线路造价高昂，使用钒电池并配以太阳能、风能等发电装置，可保障这些地区的稳定电力供应。另外钒电池还可以作为邮电通讯、铁路发送信号、无线电传播站等供电系统。
中国力争于 2030 年前实现碳达峰，努力在 2060 年之前实现碳中和，新能 源占比后续或将加速提升。
可再生能源发电占比提升，给电网带来挑战，储能能最大程度解决新能源消纳的阵痛， 电力行业发展开始从发好电向用好电转型。随着可再生能源在一次能源的占比 中逐步提升，风电、太阳能发电的随机性和波动性也在影响着整个电力系统。新能源+ 储能可以从根本上解决新能源的波动性，改善新能源发电的可调节性，提高电能质量， 解决电网消纳的诟病。在新能源占比大幅提升的背景下，储能的加入让电力行业从发 好电向用好电进行转型。
新能源发展进入平价仅仅是完成能源革命的第一步，储能赋予新能源的可调节属性将进 一步帮助新能源走上新的台阶。从新能源的发展阶段来看，新能源实现平价后，还存在 不稳定性问题，增配储能有望调节新能源的波动性，增加其可调节性，有望推动能源革 命更进一步。
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