融科储能最新专利：一种废旧钒基电池正极材料制备钒电解液的方法

第四届钒原料、电解液与钒电池储能论坛将于5月21-22日在湖南吉首召开。来自上海电气储能、寰泰储能、大力储能、攀钢钒钛、银峰新能源、中科院过程所、北京科技大学、吉首大学、金格伦新材料等单位的专家将作精彩报告；会议将参观考察依托亚洲最大单体钒矿——古丈岩头寨钒矿建设的钒产业链核心基地：海利集团宏源钒业。

4月3日，国家知识产权局信息显示，大连融科储能集团股份有限公司公布一项名为“一种废旧钒基电池正极材料制备钒电解液的方法”的专利，专利申请公布号CN121790574A，申请日期为2025年12月。

专利摘要：

本发明提供一种废旧钒基电池正极材料制备钒电解液的方法，包括：破碎废旧钒基锂离子/钠离子电池正极材料得正极粉末；与还原剂混合造粒，惰性气氛煅烧得含碳球团；破碎研磨后进行氯化反应；气态产物分步冷凝分离得三氯氧 磷、三氯化钒和残渣，所述残渣包括氯化锂和/或氯化钠，可回收利用；三氯氧磷溶水得磷酸与盐酸混合液，三氯化钒溶于盐酸或母液得溶液；浓缩结晶分离得三氯化钒晶体和母液，母液循环使用；晶体溶于酸液，补加盐酸和/或硫酸，电解调整后得钒电解液。该方法能将废旧钒基锂/钠离子电池正极材料中的钒、磷元素回收，转化为钒电解液，且回收流程短，回收过程能耗成本低。

背景技术：

锂离子二次电池作为新一代的可充电式高能电池，具有高能量、安全性能好、使用寿命长、低污染、无记忆效应和低自放电等优点，广泛应用于手机、数码相机、笔记本电脑、仪器仪表、电动汽车等众多领域。与锂离子电池因锂资源稀缺性带来的较高生产成本等不足相比较，钠离子电池具有与锂离子电池相似制造工艺的同时兼有原料丰富、生产成本低等优势，在储能和低速电动车等领域具有广阔的应用前景。在锂离子和钠离子二次电池的整个构成中，正极材料占据着非常重要的地位，其性能的优劣直接决定了最终产品的性能，而且其价格也是直接影响到锂离子和钠离子二次电池的成本。目前市场化应用的锂离子和钠离子二次电池的正极材料主要包括钴酸锂(钠)、锰酸锂(钠)、镍酸锂(钠)、磷酸铁锂 (钠)、镍钴锰酸锂(钠)和磷酸钒锂(钠)等。

锂离子和钠离子电池的规模化推广同样会带来激增的退役数量和回收难题，进行其正极材料的资源化回收具有重要的社会意义和研究意义。其中废旧磷钒酸锂(钠)正极材料中含有大量的钒，具有非常高的回收价值，但具有一定的毒性，若不加处置而随意堆置，不仅造成资源的浪费，又对自然环境和人们的生活健康带来危害；除钒外，废旧磷钒酸锂 (钠)正极材料中的磷资源同样具有重要的回收价值，磷是制造电池正极材料的关键元素之一，同时也是农业肥料的重要成分，废旧电池中的磷可造成磷污染，当磷进入水体时，会导致水体富营养化，破坏水生生态平衡，这时就需要对废旧磷酸钒锂(钠)正极材料进行回收。

全钒液流电池是目前技术上最为成熟的液流电池，也是一种非常具有发展前景的绿色环保储能电池。自问世以来在国际国内受到广泛关注并得到快速发展，可作为大厦、机场、程控交换站备用电源，可作为太阳能等清洁发电系统的配套储能装置，为潜艇、远洋轮船提供电力以及用于电网调峰等。钒电解液不仅是电池的离子导体，同时也是电池活性物质的储存介质，是全钒液流电池的关键材料之一。 

目前，国内外已对废旧钒基锂/钠离子电池正极材料进行了系列研究，如专利 CN115417392A公开了一种磷钒酸钠正极材料的回收方法，先将正极材料的溶液与强碱混合，得到含V和P的金属离子溶液；然后将除Fe以外的其他M离子以氢氧化物的形式沉淀后除去，再将PO4^3-与铁离子络合，得到磷酸铁沉淀和含V的溶液；最后将含V的溶液浓缩结晶，得到钒酸钠产品，该专利可有效回收磷钒酸钠正极材料中的钒和磷元素。专利CN115341098A公开了一种从废旧钠离子电池中回收钒的方法，先对磷酸钒钠正极材料进行氧化焙烧，然后对焙烧产物进行酸浸、过滤、调节pH值、沉钒，最后煅烧得到五氧化二钒，该专利可有效回收磷钒酸钠正极材料中的钒元素。专利CN119059505A公开了一种废旧磷酸钒钠电池正极材料的高价值回收方法，首先在惰性气氛保护条件下，将废旧磷酸钒钠电池正极材料溶解 于酸性缓冲溶液中，过滤，得到含有Na、V、P的滤液；然后向滤液中加入氧化剂和络合剂，在搅拌和惰性气氛保护条件下，进行加热回流反应，反应结束将沉淀物进行洗涤和干燥，得到层状磷酸氧钒钠正极材料，该专利可有效回收磷钒酸钠正极材料中的钒、磷和钠元素。专利CN118910430A公开了一种工业级从废旧磷酸钒钠正极材料中回收钒和磷的方法，首先对废弃钠离子电池进行放电处理使其放电完全，经拆解、回收得到磷酸钒钠材料；然后将磷酸钒钠材料加至草酸水溶液中进行酸浸处理，得到磷酸钒钠酸浸溶液，经氯化镁溶液除磷、氯化铵沉钒，得到偏钒酸铵沉淀；最后将偏钒酸铵氧化煅烧得到五氧化二钒，该专利本可有效回收磷酸氧钒钠正极材料中的钒元素。专利CN108773847A公开了一种回收废旧磷酸钒锂的方法，首先将废旧磷酸钒锂氧化煅烧后加水混合得到第一浆料，并向第一浆料中加入钙盐并过滤得到含锂化合物的溶液、含钒和磷酸钙的滤渣；然后向含钒和磷酸钙的滤渣中加水制成第二浆料，并加入碳酸钠或氢氧化钠，调节pH值，过滤得正钒酸钠溶液和磷酸钙滤渣；最后将正钒酸钠溶液浓缩结晶得到正钒酸钠晶体，该专利可有效回收磷酸钒锂正极材料中的钒和锂元素。

以上专利针对废旧钒基锂/钠离子电池正极材料的回收流程复杂，回收过程能耗 成本高，且均侧重于将废旧钒基锂/钠离子电池正极材料中钒的回收制备钒酸盐及钒氧化物。因此，如何将废旧钒基锂/钠离子电池正极材料回收，并简化回收流程，降低能耗及回收成本，是本领域研究人员面临的技术难题。 

本发明的目的在于，针对上述废旧钒基锂/钠离子电池正极材料的回收流程复杂，回收过程能耗成本高的问题，提出一种废旧钒基电池正极材料制备钒电解液的方法，该方法能将废旧钒基锂/钠离子电池正极材料中的钒、磷元素回收，转化为钒电解液，且回收流程短，回收过程能耗成本低。本发明显著提升了废旧钒基锂/钠离子电池正极材料资源的再利用价值，实现了资源的高效再利用和环境保护的双重目标。

来源：国家知识产权局

全钒液流电池具有高安全性、长循环寿命、容量零衰减等优点。随着储能需求的高速增长，全球全钒液流电池产业得到了快速发展。作为全球钒资源与产业的领导者，中国已构建从钒资源开发、电解液制备到系统集成的完整产业链，引领着全球市场的增长。与此同时，北美、欧洲、澳大利亚等主要市场也在加速构建本土化的钒电池产业生态。预计到2030年，全球全钒液流电池累计容量将达20GW/120GWh。

2025年，全钒液流电池项目中标价首次跌破2元/Wh，彻底打破了“长时储能必然高成本”的固有认知。电解液成本占钒电池总成本比重最大，随储能时长的增加而增加，占比在40%~80%。从上游钒原料和电解液入手，通过技术突破降低成本，是钒电池产业发展成败的关键。

2025年，国内企业联合开发的钒电池电解质“硫酸氧钒晶体”超短流程生产工艺正式落地试产。与此同时，其他短流程电解液制备技术、提钒工艺也取得持续进展，共同推动电解液综合成本实现显著降低。业界预测，电解液综合成本有望在两年内从1000元/kWh击穿700元/kWh关口，一场重构钒电池产业链的变革正在加速。

如何实现稳定和具备成本竞争力的钒原料供给？不同提钒技术产业化进展如何？电解液制备工艺有何新进展？电解液成本如何控制？如何通过清洁、低成本工艺提升钒电池储能的竞争力？

第四届钒原料、电解液与钒电池储能论坛2026将于5月21-22日在湖南省吉首市召开。会议由亚化咨询主办，国际钒技术委员会（Vanitec）支持，探讨钒矿与钒原料供给、清洁高效提钒、钒电解液制备工艺、钒电池技术发展等议题。

5月21日

09:00-12:00 演讲报告

12:00-14:00 自助午餐与交流

14:00-18:00 演讲报告

18:00-20:00 招待晚宴

5月22日 参观考察：海利集团宏源钒业

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