武汉南瑞自立项目（WNZ112-0023）；国家电网科技项目（DG71-12-003）；湖北省现代服务业科技项目（2011-dhfwy-025）；国家能源局“十二五”智能电网第一批试点项目（发改投资[2012]2146号）；全钒液流储能电池，是将具有不同价态的钒离子溶液分别作为正极和负极的活性物质，分别储存在各自的电解液储罐中。在对电池进行充、放电实验时，电解液通过泵的作用，由外部储液罐分别循环流经电池的正极室和负极室，并在电极表面发生氧化和还原反应，实现对电池的充放电。 通过材料改性、优化结构设计，使全钒液流电池储能系统电堆能量效率达到75%； 开发出一体化监控系统，集了电池管理系统和储能变流器控制系统，实现一体化联动控制；开发出全钒液流电池储能应用工程化检测评价技术平台，建立全钒液流电池储能系统指标数据库和评价方法。 

（1）提出了一种全钒液流电池电极用石墨毡的改性方法，采用空气加热法，结合过氧化氢溶液或芬顿试剂对全钒液流电池电极用石墨毡进行改性，大大增加碳纤维表面的羟基和羧基的数量，提高石墨毡电极表面的润湿性与电化学活性。 

（2）基于全钒液流电池电解液外置的特点，开发了集成电池管理与能量转换控制于一体，且具备储能系统能效优化功能的全钒液流电池储能监控系统，该系统可准确反映电池SOC大小，并协调控制储能双向变流器功率和电池系统运行能耗。 

（3）提出了一种以高分子树脂和导电炭黑的均匀混合物为基材，以金属微粒悬浮液为导电剂，采用模压成型工艺兼具高强度和高导电率特性的导电塑料双极板制备方法。国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司研究开发了可提高全钒液流电池电极活性的石墨毡改性技术，优化了电堆结构，使电堆能量效率达到75%以上，在此基础上建设了100kW/2h全钒液流电池储能系统，其中监控系统集成了电池管理系统和储能变流器控制系统，实现了一体化联动控制，提高了系统运行效率。开发了全钒液流电池储能应用工程化检测评价技术平台，建立全钒液流电池储能系统指标数据库和评价方法，完成了全钒液流电池储能系统在分布式发电和微电网的试点应用。全钒液流电池储能系统作为面向电网级储能应用而开发的一种化工型电池储能系统，具有管理简单、单体一致性好、运行安全、功率和容量可以独立设计、使用寿命长等优点，在新能源接入、智能电网建设等领域具有广阔的应用前景。依托崇阳京钒科技有限公司、南通一隆电力设备科技有限公司及武汉未来科技城智能电网综合工程，全钒液流电池储能系统成功应用于分布式风力、光伏发电/微电网中，解决了间歇式电源接入电网带来的冲击，实现了平抑光伏发电的波动、瞬间调频、调压、平衡负载、削峰填谷等作用，提高了供电质量。目前正在蒙东电网末端的薄弱环节建设百千瓦级全钒液流电池储能系统。 

基于本项目的研究成果和结论，全钒液流电池储能技术研究方面还分别存在以下几个问题有待深入研究： 

（1）能量效率亟待提高。分析全钒液流电池储能系统中影响能效的各种因素，以及所占权重，从电堆材料分选组合、结构设计、管路系统流场及电场分布、系统热管理、运行控制等方面进行综合能效优化； 

（2）模块化系统的开发。通过电堆、管路系统、传感元器件和能量转换系统的紧凑型设计，以及各单元的载荷布局和运行协调控制，实现全钒液流电池储能系统作为一个独立电气模块与外界的互联互动，减少了应用现场的基础施工量和时间，增加了储能系统可移动性，还可以通过多模块的有机组合，实现不同功率等级和容量的叠加应用，可扩展储能系统的应用适应性；同时，标准化的储能模块可批量化生产，进而降低单位建设成本，提高系统的性价比，促进全钒液流电池储能系统在分布式储能领域中的应用。 

（3）预测模型的开发。研究并建立电堆漏电电流、流体分配及电流密度分配数学模型，提高电堆能量效率，发展电堆放大综合性能预测模型；研究隔膜、双极板、反应电极以及液流框等电堆关键材料，在温度、流量、压力等极端使用条件下的性能动态发展规律，发展电堆性能预测模型。 

（4）高比能量电解液的制备。通过改善优化电解液制备工艺、添加剂的选取以及其他混酸体系的研究，提高电解液浓度，研发高比能量电解液。 国网电科院科技进步三等奖、