23日收盘,钒电池概念板块指数报1069.84点,涨幅0.59%,成交57.59亿元,换手0.93%。板块个股中,跌幅最大的前3个股为:易成新能报3.45元,跌-0.29%。海德股份报5.84元,跌-1.18%。明星电力报11.64元,跌-3.64%。涨幅最大的前3个股为:振华股份报21.10元,涨8.82%;西子洁能报11.77元,涨2.44%;龙佰集团报16.86元,涨1.02%。
液流电池,即Redox Flow Battery(RFB),是电化学储能中的技术路线之一,利用金属氧化还原过程中产生的能量差实现化学能与电能的转换。与锂电池不同,液流电池的电解液储存于电池堆外部容器,充放电时正负极电解质会循环泵入电池堆发生氧化反应,之后再被泵回外部容器还原。钒电池,全称全钒氧化还原液流电池(Vanadium Redox Battery,VRB),是一种基于金属钒元素的氧化还原的电池系统,其电解液为不同价态钒离子的硫酸电解液。钒电池利用钒氧化物与电极接触发生电化学反应,将化学能转化为电能,通过外接泵将电解液从储罐压入电池堆体内,完成充电或放电过程。钒电池系统主要由电堆、电解液和其他部分组成,其中最核心的部件是电堆和电解液,电解液成分一般为五氧化二钒。钒电池应用领域广泛,包括再生能源并网发电、城市电网储能、远程供电、UPS系统等领域。
钒电池的构成部件主要包括电极、储液罐、隔膜、反应电堆、电解液、泵等。根据有无泵,钒电池可以分为静止型和流动型两大类。流动型钒电池在充放电过程中,电解质溶液处于流动状态,通过泵将电解液从储液罐输送进电池堆,完成反应后再回到储液罐,确保电解液活性物质分布均匀,消除浓差极化。这种类型电池还附加有两个电解液储罐,增加了贮能容量,且电解质溶液可按需要取走或更换。然而,其缺点是电解质溶液的流动需要蠕动泵带动,耗费了部分电能,约占电池总能量的2%-3%。静止型钒电池则是指电池中的电解质溶液不流动,反应区即储存区,通过通入氮气来搅拌减少浓差极化并防止V2+被氧化。但静止型钒电池存在两个关键不足:一是电解质溶液静止容易产生浓差极化;二是电池反应器中的电解质溶液容量有限,导致电能贮存量小。
钒电池产业链的发展现状呈现清晰的上中下游结构。上游主要是电解液原料五氧化二钒的提供商,全球钒矿储量集中在中国、俄罗斯、南非,其中中国产量占全球62%,以钒钛磁铁矿共伴生存在为主,四川攀枝花地区钒资源最为丰富,攀钢钒钛是中国最大的钒产品生产商。中游为钒电池生产企业,涉及电解液、电堆、质子交换膜、电极等生产,以及电控、电子系统和储存罐等工程物件制造,其中电解液的关键参数为钒离子浓度,直接影响电池能量密度,而质子交换膜主要生产企业有科慕、东岳集团、苏州科润等,电极生产企业包括辽宁金谷等。下游则是各类储能用户,随着储能市场的快速增长,钒电池有望带动钒需求爆发式增长。然而,目前国内钒产品主要应用于钢铁领域,储能领域应用占比仍较小。