电解液是全钒液流电池系统总成本的最大部分(一般为30%~50%)。
钒电池电解液是通过在硫酸中还原五氧化二钒制成的,可通过化学或电解工艺大规模生产。
通过将硫酸氧钒(VOSO4)溶解在硫酸溶液中直接制备早期钒电池电解液,具有操作简单的优点。但是氧硫酸钒价格昂贵,经济性差,不适合大规模生产。目前,钒电池电解液的批量生产方法分为化学还原法和电解法,这两种方法从根本上降低了五价钒的价格。
化学还原法是将五价钒原料(如五氧化二钒、偏钒酸铵等)与硫酸溶液混合,加入还原剂(如草酸、二氧化硫等),加热得到低价钒盐溶液。电解法是在电解槽中对五价钒原料进行阴极还原,得到低价钒盐溶液。化学法的优点是工艺和设备简单,但缺点是反应缓慢和高温处理。
电解法的优点是可以在室温下大量生产,生产效率高,但缺点是需要消耗更多的电能。在初始状态下,电解液中钒离子的氧化价态介于3和4之间。输入堆栈后,开始预充电。阳极中的钒离子被均匀氧化为+5价,阴极中的钒粒子被均匀还原为+2价。到目前为止,正负电解液的价态调整已经完成,可以开始工作。
在性能方面,主要原因是电解液配方具有独特的特性,特别是浓度、酸度和添加剂,这些特性受到企业专利的保护。同时,不同企业的技术差异将导致电解液中杂质含量的差异,这也将反映在电池性能上。此外,不同生产工艺的加工成本也不同。