全釩液流電池是一種以金屬釩離子為活性物質的液態(tài)氧化還原可再生電池，其系統(tǒng)主要由電堆、電解液和其他部分組成。電解液是釩電池的關鍵材料，不同于鋰離子電池，釩電池電解液直接充當電池系統(tǒng)的正負極。
釩電池的正極電解液為含有四價和五價釩離子的硫酸溶液，負極電解液為含有二價和三價釩離子的硫酸溶液。在對電池進行充、放電時，正負極電解液在離子交換膜兩側進行氧化還原反應。作為電能的存儲介質，電解液的體積和濃度決定了全釩液流電池儲能系統(tǒng)能夠儲存的最大能量；此外，電解液的純度（一般需達到99.9%以上）、穩(wěn)定性、適用溫度范圍等因素也將對全釩液流電池的運行效率和壽命造成較大影響。因此，電解液的開發(fā)和制備能力是全釩液流電池性能提升的關鍵突破口。電解液在制備過程中對雜質、價態(tài)的控制要求較高，目前釩電解液的制備方法主要有物理法、化學還原法和電解法。物理溶解法是直接將高純度的VOSO4固體溶于硫酸制得電解液。化學還原法是利用還原劑（如氫氣、硫單質、醇等）將高價的釩氧化物或釩酸鹽還原來制備電解液。電解法又可以進一步分為直接電解和間接電解兩種方式。直接電解法是將溶解在硫酸中的V2O5通入電解池負極，通電后，負極發(fā)生還原反應，得到等量的三價釩離子和四價釩離子，反應原理如下：
而間接電解法則是利用具有還原性的物質（如草酸、二氧化硫等）與溶解在硫酸中的V2O5進行氧化還原反應，得到VO2+溶液，隨后通入負極再次電解得到等量的三價釩離子和四價釩離子。這兩種方法都具有高能耗和動力學過程緩慢的特點，因此研究者也不斷對釩電解液的制備流程及工藝進行優(yōu)化。
目前已有報道的電解液制備優(yōu)化包括將釩前驅體改用高純度VOCl3直接電解的方式以及采用VOSO4作為前驅體進行催化還原的方法，得到等量的三價釩離子和四價釩離子，具有各自的特點和優(yōu)勢。其中電解法能夠持續(xù)制備大量高濃度的釩電解液、操作簡單、易于工業(yè)化生產，但也存在速率慢、設備要求高、耗能高、成本高等缺點。在《電解法制備釩電解液的技術分析——以電解法制備釩電解液相關專利為例》文章中簡要概述了相關公司利用電解法制備全釩液流電池電解液專利情況，幫助讀者對電解法制備釩電解液技術有更加深入的了解。總的來說，化學還原法與電解法各有優(yōu)缺點，要根據(jù)具體情況擇優(yōu)選擇。
電解液是釩電池最大的成本來源，其占比超過50%。釩電解液降本能有效實現(xiàn)釩電池儲能系統(tǒng)降本，其降本可能性有哪些？目前看來，釩電解液利用率有待進一步提升。電解液的體積和濃度決定了全釩液流電池儲能系統(tǒng)能夠儲存的最大能量，電解液中五氧化二釩占成本的80%以上，理論上儲存1kWh的電能需要5.6kg五氧化二釩，但目前電解液的實際利用率僅能做到70%，五氧化二釩用量約為8kg，電解液利用率的提升將減少五氧化二釩用量，進而降低投資成本。釩電池壽命到期后，釩電解液還可回收再利用，通過租賃電解液的方式能夠有效降低電解液成本。如果能夠促成制造-使用-回收的產業(yè)閉環(huán)，還可以進一步提高電解液的殘值，釩電池全生命周期內的成本則可大幅降低。
由于制備過程中需要考慮電解質配比、溫度、添加劑等多種元素才可實現(xiàn)高效率生產高性能釩電解液，行業(yè)壁壘較高。中和儲能自主研發(fā)的釩電解液生產設備，深度融合公司領先的電堆與電解控制技術，極大提升電堆的運行穩(wěn)定性，有效保障了電堆的使用壽命，降低設備維修、替換成本。目前已成功交付客戶年產60,000立方米全釩液流電池電解液生產線項目，為釩電解液制備產業(yè)提供了極具競爭力的技術方案。
