2015年6月3日，由國家能源局指導，中關村儲能產業(yè)技術聯(lián)盟（CNESA）與杜塞爾多夫展覽（上海）有限公司共同主辦的“儲能國際峰會2015”在北京召開。中國科學院金屬研究所研究員嚴川偉在會上發(fā)表主題演講，以下為演講內容。

中國科學院金屬研究所研究員嚴川偉：

大家好，今天我主要想與大家分享一下關于全釩液流電池電解液方面的知識。

電解液是全釩液流電池中的導電物質，同時也是能量存儲的介質、能量轉換的核心。中國科學院金屬研究所對電解液的研究工作主要體現(xiàn)在以下幾個方面。

一、如何制備電解液

電解液可以使用不同的原材料進行制備，最終的產品有進出液、電解液等。目前我們研究所主要用五氧化二釩來做還原反應。

在電解液評價方面，我們針對釩離子使用光伏法或者電位滴定法。這兩種方法各有優(yōu)缺點，光伏法具有快速的特點，對離子的測量也可以實現(xiàn)自動控制，目前使用越來越普遍。

二、電解液的穩(wěn)定性

電解液和釩離子的穩(wěn)定性非常重要。由于釩離子是過渡金屬離子，很容易提高其穩(wěn)定性。曾經有人做實驗，在較高溫度下對五價離子進行評價，列舉了其中的添加劑，得出結論是離子的穩(wěn)定性會受到添加劑添加量的影響。

我們曾經嘗試過將電解液中的甲基磺酸用硫酸替換掉，結果確實看到溶解度提高了、穩(wěn)定性也大幅提高。在經典教科書中，對釩離子的結構和性能做了比較系統(tǒng)的描述，但這些對于液流電池來說，指導意義還遠遠不夠。

三、溶液物理和化學性質

要發(fā)展液流電池，我們首先要了解電解質的基本情況，然后才能改善電池的性能。

電解液的物理和化學性質，直接與液流電池的性能相關，比如黏度、表面張度、活力等，會影響到電池的內阻等。將這些因素建立相關度，可以進一步優(yōu)化和控制電池性能。比如在一定釩濃度條件下，酸的濃度升高，會讓電導隨之上升。在酸保持不變的情況下，釩濃度的增加，會讓電解液的黏度上升。

四、關于電化學的影響

在酸濃度不變的情況下，釩濃度提升會讓離子的可逆性變差。從溫差角度看，變差是綜合的結果，在電子轉移過程中，釩濃度并非越高越好，應該控制在一定范圍內。

我們從電池評價的角度綜合來看，不論是釩，還是酸，都有一個合適的濃度范圍，另外，溫度也會對電池評價造成影響，其能量效率大概在25℃左右達到最高值。在利用率方面，電解液中的活性物質會隨著電流密度的提升，呈現(xiàn)下降趨勢。

五、研究所的下一步發(fā)展

在基礎科學方面，我們會繼續(xù)對釩離子結構進行研究，包括本體溶液中的離子結構，以及在電極界面上結構與電力學的關系，究竟會以哪種形式出現(xiàn)。

對于全釩液流電池來講，負極比較敏感，也比較容易被氧化，我們還需要進一步做研究。另外就是副反應對主反應的影響，也需要深入研究。

在技術與工程方面，電解液的制備并不是越純越好，而是需要更好的性價比，滿足具體應用。運行維護及再生利用方面，也需要出具相應的標準。

隨著產業(yè)化的發(fā)展，未來電解液會成為整個電池市場中投資最大的一塊，因此我們也需要在商業(yè)模式上不斷探索。