中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：5月19日至21日，“第八屆中國(guó)國(guó)際儲(chǔ)能大會(huì)”在深圳隆重召開(kāi)， 來(lái)自中國(guó)、美國(guó)、德國(guó)、英國(guó)、加拿大、西班牙、日本、韓國(guó)、澳大利亞等國(guó)和地區(qū)1500余位政府機(jī)構(gòu)、科研院所、行業(yè)組織、電力公司、新能源項(xiàng)目單位、系統(tǒng)集成商等代表出席本次大會(huì)。
湖南三豐釩業(yè)有限公司總經(jīng)理田興江在儲(chǔ)能電池專場(chǎng)，發(fā)表了題為"釩電解液在液流電池中應(yīng)用及技術(shù)探討"的精彩演講。
演講內(nèi)容如下：
田興江：各位專家，大家好！借今天的平臺(tái)我就釩電解液在液流電池中應(yīng)用及技術(shù)探討跟大家做分享。我的主題包括兩點(diǎn)，一是推介公司，二是電解液。
湖南三豐釩業(yè)成立于2015年，座落在煤矸石釩礦極為豐富的湖南湘西花垣縣工業(yè)園區(qū)，主導(dǎo)產(chǎn)品為高純五氧化二釩、硝酸釩、高能釩片、偏釩酸鈉、Sm釩、硫酸氧釩、輕沸釩、焦釩酸鈉、偏釩酸銨等。2016年獲批2000噸五氧化二釩深加工建設(shè)項(xiàng)目，目前，一期工程已基本完成。
公司擁有研發(fā)五氧化二釩系列新產(chǎn)品的技術(shù)團(tuán)隊(duì)和能力。并把生產(chǎn)三廢實(shí)現(xiàn)良性循環(huán)利用工藝，達(dá)到清潔生產(chǎn)、綠色環(huán)保的目標(biāo)。
2010年12月27日，湖南省有色金屬地質(zhì)勘查局245隊(duì)權(quán)威發(fā)布，湘西州已探明V205金屬量300萬(wàn)噸以上，潛在經(jīng)濟(jì)價(jià)值7000億元人民幣以上，資源遠(yuǎn)景儲(chǔ)量在1000萬(wàn)噸以上，釩儲(chǔ)量達(dá)到了特大型規(guī)模。
湖南三豐釩業(yè)能生產(chǎn)釩系列產(chǎn)品二十幾個(gè)，包括高純五氧化二釩、高純偏釩酸胺、偏釩酸鈉、硫酸氧釩、硝酸釩、釩片。產(chǎn)品已廣泛應(yīng)用到軍工航天、環(huán)保治理、陶瓷釉料、化工催化、光電儲(chǔ)能、中間合金等領(lǐng)域。
三豐釩業(yè)得到了支持與合作單位有很多，清華大學(xué)深圳研究院能源與環(huán)境研究所、合肥工業(yè)大學(xué)、湖南德沃普電氣股份有限公司等。最近三豐釩業(yè)與中國(guó)科學(xué)院金屬研究所就利用廢釩及廢釩觸媒改良固（液）態(tài)釩電池，達(dá)成合作共同研發(fā)協(xié)議，成立了雙方有院士、高級(jí)工程師數(shù)人參加的項(xiàng)目組。并由我公司總工許小弟教授擔(dān)任項(xiàng)目組首席專家。在原全釩液流釩電池釩電解液的基礎(chǔ)上進(jìn)行改良型電解液的深度研發(fā)。
我們對(duì)全釩液流電池有一定的看法。全釩液流電池從國(guó)外到國(guó)內(nèi)的研究開(kāi)發(fā)有40多年歷史了，我國(guó)首批有北京普能、上海神力、山西金能等企業(yè)為中國(guó)全釩液流電池打下了扎實(shí)的基礎(chǔ)。十年前在中科院大連化物所張華民教授、清華大學(xué)王保國(guó)教授等一批領(lǐng)軍人物帶領(lǐng)下，以大連融科等一批企業(yè)把我國(guó)的全釩液流電池推向了新的成熟高度。從此全釩液流電池企業(yè)研發(fā)和生產(chǎn)得到快速發(fā)展。
行業(yè)發(fā)展中有一個(gè)現(xiàn)象：多年來(lái)，幾乎全部的專家、教授和研究機(jī)構(gòu)都致力于釩電池的電化學(xué)工程應(yīng)用及質(zhì)子膜的研究，而對(duì)其重要組成部分V2O5投入研究極少，特別是釩生產(chǎn)企業(yè)。所以，在掌握V2O5的制造關(guān)鍵技術(shù)前提下，我公司在總工程師許小弟領(lǐng)隊(duì)下，對(duì)全釩液流電池釩市場(chǎng)進(jìn)行了分析研究。認(rèn)為液流電池在國(guó)家示范工程應(yīng)用多，全面商業(yè)推廣道路曲折有些原因。
原因一，近20年釩市場(chǎng)價(jià)格不穩(wěn)定，最高時(shí)達(dá)到48萬(wàn)，最低時(shí)只到5萬(wàn)，釩電池重要組成部分釩電解液的生產(chǎn)成本無(wú)法控制。與鉛酸電池、鋰電池等比較，雖有安全環(huán)保、大容量和使用壽命長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)，在價(jià)格上確實(shí)沒(méi)有優(yōu)勢(shì)。從（下圖）可以看出全釩液流電池成本高于鋰電池、鉛炭電池和鉛酸電池。
我們就全釩液流電池及釩價(jià)變化對(duì)每千瓦時(shí)儲(chǔ)電的影響做了分析，電器及控制系統(tǒng)制備費(fèi)為1535元/千瓦時(shí)，一代電解液需使用7.5公斤V2O5/千瓦時(shí)。釩價(jià)在10萬(wàn)/噸時(shí)為2585元/千瓦時(shí)、釩占40%，釩價(jià)在20萬(wàn)/噸時(shí)為3635元/千瓦時(shí)、釩占57%（釩電解液制造成本為釩價(jià)的1.4倍）。所以釩價(jià)對(duì)全釩液流電池的價(jià)位影響較大（二代釩電解液成本可下降26%）。
原因二，二是沒(méi)有選擇合適純度的V2O5制造釩電解液，最初有人提出要99.99%的V2O5來(lái)生產(chǎn)，但進(jìn)口或制造成本太高，后來(lái)又提出98%的V2O5可生產(chǎn)釩電解液，我們?cè)嚵烁静豢尚?。?dāng)然還有國(guó)產(chǎn)離子膜和電器控制部分的提質(zhì)降耗的研究。
我們認(rèn)為該問(wèn)題的解決辦法可考慮由國(guó)內(nèi)有實(shí)力的財(cái)團(tuán)和企業(yè)組建區(qū)域性或跨區(qū)域的產(chǎn)業(yè)同盟，形成從投資--生產(chǎn)--市場(chǎng)互補(bǔ)格局，來(lái)穩(wěn)定釩價(jià)，增加全釩液流電池在儲(chǔ)能市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力。
這是資本、資源、技術(shù)、生產(chǎn)聯(lián)盟互補(bǔ)的示意圖，將從礦山到五氧化二釩制造成電解液，至液流電池市場(chǎng)，包括危廢循環(huán)利用，形成大的運(yùn)行系統(tǒng)。我們現(xiàn)在具有99.99%高純度五氧化二釩生產(chǎn)線，目前三豐公司可以規(guī)?；慨a(chǎn)99.8%V2O5以上，即達(dá)到使用效果，又能降低材料成本。可為電解液生產(chǎn)企業(yè)提供價(jià)格合理、充足并質(zhì)量可靠的高純五氧化二釩材料。三豐釩業(yè)在此基礎(chǔ)上，在全釩液流電池研究和生產(chǎn)過(guò)程中無(wú)數(shù)專家和企業(yè)厚重經(jīng)驗(yàn)積累的支撐下。用一年多時(shí)間研發(fā)了二代釩電解液。
我們對(duì)二代電解液的研發(fā)工作，我們用小電堆進(jìn)行的上萬(wàn)次的測(cè)試，電堆采用10㎝×10㎝單片離子交換膜，釩電解液為137g/L（180毫升×2），試紙測(cè)定電解液PH值為12左右，充放電能量在10.9wh，放電量可達(dá)8.6wh左右。能量電效率在80%--85%之間，能量密度為22以上。經(jīng)計(jì)算，每克V2O5產(chǎn)生放電量為170瓦時(shí)，是一代釩電解液（132瓦時(shí)）的1.28倍。
既然有了第一代電解液，為什么要研發(fā)第二代電解液？因現(xiàn)在市面上生產(chǎn)和使用釩電解液基本上每噸V2O5配備6.5噸的硫酸進(jìn)行制備，是強(qiáng)酸性。手不能觸，衣不能沾，給生產(chǎn)、運(yùn)輸、使用及維護(hù)回收帶來(lái)不小的安全環(huán)保隱患。所以我們憑著對(duì)釩特性的理解，想解決這個(gè)難題。
第二代電解液有四個(gè)特性：
一，呈堿性，PH值12，目前中國(guó)沒(méi)有這個(gè)指標(biāo)，相信國(guó)際上也沒(méi)有，因?yàn)槎际菑?qiáng)酸性；
二，可結(jié)晶性；
三，簡(jiǎn)易復(fù)合堆循環(huán)實(shí)用性；
四，無(wú)害化回收利用；
呈堿性后，可以解決生產(chǎn)、使用、運(yùn)輸?shù)陌踩?，?duì)環(huán)境沒(méi)有影響?？山Y(jié)晶性，安全型二代釩電解液可在其制備過(guò)程中通過(guò)濃縮得到任意需要的克立升摩爾值，已可制成固、膠狀釩電池材料。如此可解決：
1，固膠態(tài)可長(zhǎng)途安全運(yùn)輸，并降低運(yùn)輸成本。液態(tài)強(qiáng)酸的不安全，且運(yùn)輸成本高，我們制成固態(tài)運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)后，加上配置純水馬上恢復(fù)為全釩液流電池電解液，降低生產(chǎn)成本。
2，可向固態(tài)釩電池或含釩電池發(fā)展，如汽車(chē)電池、手機(jī)電池、軍工等范圍。用了釩電池后極大的提高了安全系數(shù)，光電、軍工領(lǐng)域目前在與我們對(duì)接。
3，可簡(jiǎn)易提高釩電解液的摩爾值，縮小釩液流電池體積，提高能量密度，降低使用成本。目前我公司試驗(yàn)以137克/立升為基數(shù)。期望最高值可達(dá)280克/立升。
簡(jiǎn)易合堆性，一代電解液在制造電解過(guò)程中以單極合堆成為合格液。而另一電極電解液需返工制作，在使用維護(hù)和回收利用方面有一定的難度。新二代釩電解液可在電解過(guò)程中，正、負(fù)兩級(jí)都能互為合堆。在使用過(guò)程中，如果產(chǎn)生時(shí)效性充放電能量衰減，可在釩電池使用現(xiàn)場(chǎng)隨時(shí)合堆，合堆后的充放電能量不減或呈上升。長(zhǎng)期合堆使用，可以做到無(wú)限循環(huán)使用。
無(wú)害化回收，由于二代電解液的呈堿性，在液流電池使用后可實(shí)現(xiàn)安全、環(huán)保型的100%無(wú)害化回收，不但不污染環(huán)境，還可做到危廢棄物循環(huán)再生的良性利用。
三豐釩業(yè)公司希望為國(guó)家全釩液流電池、儲(chǔ)能行業(yè)貢獻(xiàn)自己的一點(diǎn)微薄之力。目前我們?cè)谛虏牧先玮C電解液固體、四氧化二釩等是國(guó)際上沒(méi)有的，現(xiàn)在美國(guó)、日本高度的關(guān)注我們，產(chǎn)品樣品已經(jīng)寄過(guò)去。我們的報(bào)價(jià)很高，四氧化二釩，報(bào)價(jià)將近60萬(wàn)。我們希望能和大家一起能為儲(chǔ)能行業(yè)做點(diǎn)貢獻(xiàn)，歡迎大家光臨指導(dǎo)，形成交流合作模式。
