TW202118127A

TW202118127A - 釩液流電池系統電解液電解復原方法

Info

Publication number: TW202118127A
Application number: TW108139029A
Authority: TW
Inventors: 莊鈺德; 林建宏; 胡譯心; 鄒函文; 魏華洲; 許寧逸
Original assignee: 行政院原子能委員會核能研究所
Priority date: 2019-10-29
Filing date: 2019-10-29
Publication date: 2021-05-01
Also published as: TWI719692B

Abstract

一種釩液流電池系統電解液電解復原方法，係利用經分析後的原系統電解液數據，加上額外配有可重複使用正極的釩電解液及還原劑的釩液流電池電堆做為電解設備，將長期反應後價數偏高（大於3.5價）的全釩液流電池系統內正極電解液導出作為電解設備的負極並進行精確計算後的電解，最後結合原系統內部液體平衡方法即可達成較無損、快速的對原系統電解液進行價數回復，屬於釩電解液復原最終手段者。

Description

釩液流電池系統電解液電解復原方法

本發明係有關於一種釩液流電池系統電解液電解復原方法，尤指涉及一種隔離電解概念，不對原系統使用化學還原劑，不會造成殘留等干擾電解液效能的可能，特別係指電解式釩電解液價數回復方式者。

全釩氧化還原液流電池（Vanadium Redox Flow Battery, VRFB）屬電化學電池，具有保持電壓、深充放電性能、可循環使用、壽命長及維護便利等特性，且其製造、使用與廢棄過程產物均可完全回收再利用，為理想的儲能選項之一。

本發明欲解決的永久性價數升高問題，係為前述全釩液流電池的技術缺陷，起因為系統運行過程中，使用高酸性釩電解液，經長期運行後，負極釩電解液所含還原物種在系統中不可避免的與氫離子發生反應，導致不可逆的產氫作用發生，進而致系統釩電解液總價數升高，最終將導致電容量發生不可逆損失，使系統失效。

由現象觀之，系統長期運行後可發現電容量的損失，大多為電解液濃度及價數的不平衡所致（起因為陽離子隔離膜的使用，因現存技術問題，並無法做到100%的完美選擇性，以致正負極離子產生不對等擴散所致）。常見解決方法，多利用系統電解液自體平衡或定量混合的原理進行，經平衡後，因正負極當量暫時恢復平衡，產生電解液狀態看似回復至初始狀態的效果，可達成電容量回復的短期效果。

但一系統內的釩電解液進行多次平衡操作後，因前述自然產氫現象，電解液價數無法真正回復至原始狀態並只會持續升高，暨釩電解液壽命源自於系統電解液價數總值緣故，仍然存在壽命的問題，將使前述平衡回復法漸漸失去效果，無論如何進行系統內自體平衡，終究僅得減緩價數升高的速度，僅有單一系統的存在很難真正達到儲能系統永續使用的目的。

失效釩電解液的處理，多交由廢棄物再利用廠商進行釩礦提煉，產品可用於鋼鐵業合金製作、石化產業觸煤使用或其他應用端進行，無最終廢棄物的產生，符合環保精神及概念，但如需真正達到釩液流電池永續運行或20年以上的運行時間，針對釩電解液總價數還原的方法必須完備。

專利上常見且習用的釩電解液回復方法，如中國專利 CN103000927A、CN105702995A及CN106099223A等，係以化學氧化還原方法為手段，在已檢測釩離子價數的電解液中添加經精算量的有機或無機氧化或還原劑，與釩電解液混合、反應，將釩電解液調整至所需價數後再使用。另外，美國專利US8916281則以外接一套設備的方式，併接於系統使用，隨時待電解液失衡至一定標準以下時對價數失衡之全元素液流電池電解液進行平衡回復。

前述方法若雖可達成基本的電容量回復效果，但在檢測或控制不佳時可能產生藥品殘留，將干擾釩電解液組成，長期而言，對釩電解液效能可能有影響，降低電解液效能。

另一類有關釩液流電池用電解液價數還原的方法，曾見於電解液產製的方法如美國專利US5250158A、中國專利CN101800339A、CN102468508A等，係以提煉的釩礦（五氧化二釩等）為原料進行還原行為，以調製好的五價釩溶液進行還原劑（表列劑種中，有部分為劇毒物質如聯胺化合物等）添加，使價數降低至四價後，再進行電解，負極產製三價釩電解液，而正極副產品為五價電解液，再次以還原劑調製為四價電解液，完成釩電解液正負極產品，惟因前述方法必須進行較嚴格的控制以確保產品品質，還原調製過程也無法避免殘留問題，對使用中的系統而言，使用類似方法進行釩電解液回復不異於購買新電解液，並無效益。

以電解液價數回復為主要目的的方法，亦有如中國專利 CN101662034B所揭示的方法，其係控制氫氣分壓達到還原釩電解液價數的效果，然而該方法需使用危險性氫氣在高壓下反應，有一定實施困難；另中國專利CN102468499A所揭示的方法，係以廢棄物回收再利用的目的，取還原劑接觸廢釩電解液後，再以電解方法處理可得再生釩電解液的技術，但仍存在前述可能的還原劑殘留及體積濃度變化問題。

在釩電解液電解產製方法中，中國專利CN104638288A所揭示的方法乃結合電化學方法及化學還原法的方式運行，透過正負極分離，只取用負極產品的無汙染概念達成釩電解液連續產製的效果，惟該方法實作例中，正極於每次運行後，必須停機加入較強及有毒性的水合肼（還原劑）反應，過程中有大量放熱、產氣及必須待完成反應後才可進行下批反應的問題，雖適合用於批量且固定的3.5價釩電解液量產，惟尚難實際達到連續運轉及分離式系統回復等較即時性的運用，無法達成本發明針對進行長期運行後系統內釩電解液價數精確回復的目的，無法適用在本發明的使用情境下，亦因該前案使用具毒性還原物質，不利裝配為移動式商務用釩電解液回復設備。

其他可能相近的技術領域諸如廢電解液提取釩、廢棄物提取釩等方法，係以釩金屬回收為主，與本方法欲達成釩電解液價數回復的目的、方法、行為等差距甚大，故不在此討論。

文獻上提及有關釩液流電池系統的釩電解液價數回復方法，大多為體積平衡的當量回復方式，進行被動混合調整（文獻1：Zhang, Yunong et al. “The Benefits and Limitations of Electrolyte Mixing in Vanadium Flow Batteries.” Applied Energy 204 (2017): 373–381.；文獻2：Luo, Qingtao et al. “Capacity Decay and Remediation of Nafion-Based All- Vanadium Redox Flow Batteries.” (2013): 268–274.），與本發明直接進行電解還原有本質上的不同，目的並非延長，而是復原與活化原系統釩電解液的壽命。

鑑於針對前述問題，迄今可見類似想法的專利披露，多以還原劑添加調整、通電還原等方法為原理，以外接機台、內置還原設備或犠牲部分電解液等方法進行系統電解液價數調製工作，惟這些文獻方法通常伴有額外添加劑的加入，未完全反應的添加劑可能導致電解液、電堆汙染致效能下降，或需較長時間才能處理完成等缺點；電解方法如使用非近似濃度電解質或非釩金屬離子者，可能導致滲透壓變化劇烈，濃度稀釋體積增加或離子擴散汙染等對系統具有嚴重影響的問題，屬不易解決的困難。故，一般習用者係無法符合使用者於實際使用時解決前述各還原方法在實務運用上的困難之所需。

本發明之主要目的係在於，克服習知技藝所遭遇之上述問題並提供一種解決釩電解液經長期使用後，因天然產氫副反應，導致無法以自體回復相關手段進行價數復原的永久性價數升高及電容量損失問題，使全釩液流電池系統中建置成本佔比最大的釩電解液實現永續利用之釩液流電池系統電解液電解復原方法。

本發明之次要目的係在於，提供一種利用經分析後的原系統電解液數據，加上額外配有可重複使用正極的釩電解液及還原劑的釩液流電池電堆做為電解設備，將長期反應後價數偏高（大於3.5價）的全釩液流電池系統內正極電解液導出作為電解設備的負極並進行精確計算後的電解，最後結合原系統內部液體平衡方法即可達成較無損、快速的對原系統電解液進行價數回復，屬於釩電解液復原最終手段之方法。

本發明之另一目的係在於，提供一種利用隔離電解的概念，不對原系統使用化學還原劑，不會造成殘留等干擾電解液效能的可能；此外，妥善解決一般電解方法因滲透壓不均及離子擴散等自然特性，導致濃度不均或電解液汙染問題之釩液流電池系統電解液電解復原方法。

本發明之再一目的係在於，提供一種在商業應用上，可以外接或內置的形式，利用此概念組成外接式回復機台，重複性的進行商用小型系統處理，或以內建的方式，實現儲能系統的價數及電容量回復之釩液流電池系統電解液電解復原方法。

為達以上之目的，本發明係一種釩液流電池系統電解液電解復原方法，係於釩液流電池系統閒置、定期或電容量衰退至一定量後使用，先取原系統正負極釩電解液進行濃度及價數定量分析、取得正負極液位差距求得正負極體積後，經本發明開發之計算方式求得所需電解充入的電量，再將原系統正極釩電解液接入電解設備負極內進行前述電量的定電量電解處理。完成後再回充至原系統貯槽內，藉系統內置液位平衡機制混合後完成原系統電解液壽命復原工作。

請參閱『第１圖～第７圖』所示，係分別為本發明釩液流電池系統電解液電解復原方法之流程示意圖、本發明分析步驟之流程示意圖、本發明電解計算步驟之流程示意圖、本發明電解計算之流程示意圖、本發明混合復原之流程示意圖、本發明實施例一之(1)結果示意圖、以及本發明實施例一之(2)結果示意圖。如圖所示：本發明係一種釩液流電池系統電解液電解復原方法，僅適用於如釩液流電池等正負極電解液相同的液流電池系統，實施時至少包含分析、電解計算、電解實施及混合復原等四步驟，請分別參閱第２、３、４及５圖：

分析步驟s1：分析步驟實施時，應依子步驟s11先實測一釩液流電池原系統後，取得正負極電解液液位差距求得正負極電解液體積與電解設備殘液量等參數，續依子步驟s12由原系統正負極電解液取樣0.4～0.6毫升左右的微量電解液，進而依子步驟s13以習用電位滴定法，直接定量正負極電解液中釩離子濃度及價數，藉此取得包含正負極電解液液量、濃度及價數等原系統電解液參數。

電解計算步驟s2：本方法係以精算方式計算原系統電解液恢復至總價數為3.5價時所需電量，以利電解實作時充入達精確還原效果。實施時，應依子步驟s21計算公式根據原系統正負極電解液液量、濃度及價數，計算原系統電解液總濃度與總價數，再依子步驟s22計算公式推算出待電解電量及還原劑需求量，續依子步驟s23計算公式引入前述子步驟s11分析時所得殘液量參數，計算電解前後預測的價數及濃度。本步驟s2所應用之計算公式如下：子步驟s21計算公式：總液量A=正極電解液量+負極電解液量。原系統電解液總濃度（M）=（正極電解液濃度*正極電解液量+負極電解液濃度*負極電解液量）/總液量A。原系統電解液總價數=（正極電解液濃度*正極電解液量*正極電解液價數+負極電解液濃度*負極電解液量*負極電解液價數）/總液量A/原系統電解液總濃度。子步驟s22計算公式：待電解電量（Ah）=原系統電解液總濃度*（原系統電解液總價數-3.5）*總液量A*法拉第常數/3600。還原劑需求量=（待電解電量*3600/法拉第常數）*還原劑分子量。子步驟s23計算公式：總液量B=殘液量+原系統的正極電解液量。殘液混合濃度=（殘液濃度*殘液量+原系統的正極電解液濃度*原系統的正極電解液量）/總液量B。殘液混合價數=（殘液濃度*殘液量*殘液價數+原系統的正極電解液濃度*原系統的正極電解液量*原系統的正極電解液價數）/總液量B/殘液混合濃度。電解後濃度=殘液混合濃度。電解後價數=［殘液混合濃度*殘液混合價數*（殘液量+原系統的正極電解液量）-待電解電量*3600/法拉第常數］/總液量B/電解後濃度。

電解實施步驟s3：經前述兩步驟s1、s2完成取樣定量及計算後，續依子步驟s31，將原系統正極電解液接入一電解設備負極，再依子步驟s32於該電解設備正極電解液中加入該子步驟s22計算的還原劑量，開啟正負極供液設備循環；後續依子步驟s33於該電解設備上設定待電解電量、充電電流與電壓上限等參數，目的為使負極可確實充入待電解電量，可依各不同類型機台操作方法及極限進行設定；最後，於子步驟s34完成電解工作後，將該電解設備負極電解液導回原系統正極貯槽中。操作子步驟s32時，正極產氣為自然反應，應保持環境通風以利二氧化碳等副產品順利逸散，可增加反應效率及消弭密閉空間窒息風險。此外，需注意本步驟s3使用的電解設備中，不適合使用無選擇性的多孔膜作為正負極分隔，避免還原劑由正極輕易透過隔離膜至負極，影響恢復後的原系統效能。

混合復原步驟s4：經前述兩步驟完成取樣定量及計算後，可依子步驟s41，由各釩液流電池系統原生電解液平衡機制進行自我調整的混合處理，或依子步驟s42計算放電當量平衡等方式進行效率及電容量最適化的系統復原；亦或可依子步驟s43進行正負極電解液完全的混合再平分操作，將該釩液流電池原系統回復為電解液原始狀態。其中，不論使用上述何種方法，均應於價數處理完後進行混合動作才會產生恢復效果，否則效益並不顯著。如是，藉由上述揭露之流程構成一全新之釩液流電池系統電解液電解復原方法。

上述四步驟，除分析操作外，均有在釩液流電池系統自動化完成的潛力，惟目前受限於硬體設計，仍需分段操作以確保可行性。

實施回復完成之釩液流電池原系統，由外觀及物性量測上並無顯著改變，但其釩電解液中的釩離子濃度與價數已因混合步驟進行再平衡，故於回復作業完前數圈充放電時會有活化效應，電容量及第一圈效能會略為偏低，後續的充放電圈數則會回復至回復前最高電容量的95%以上，並使充放電容量衰退速度明顯降低。

本案以下實施例將提及，以反應面積25cm² 的釩液流電池單電池、160 mAcm^-2 操作條件及隔離膜使用杜邦Nafion^® N212下進行；經初始100圈充放電後，經計算濃度與價數結果，正負極總價數升高至3.55價，經計算及電解後，計算後總價數降回3.50價，回填單電池正極後，以子步驟s42放電當量平衡方式計算後取正極一定量向負極混合，再進行充放電實驗。結果顯示，能量效率比回復前略升約1～3%內，電容量每圈平均衰退率減少70%，電容量甚至恢復至原始狀態，具有顯著效果。

完整的電容量復原功效實施時，本發明混合復原步驟為必須，否則僅止於產製降低價數的釩電解液；且未經計算之釩電解液盲目互混可能導致原系統效能電容量大幅下降，甚至無法使用的狀態，影響原系統效能甚巨，必須以經設計過的電解液調整方法，如子步驟s41以原系統廠商於系統內自行設計的電解液平衡方法、或子步驟s42以當量平衡計算的方式；子步驟s43完全互混平分方式較適合電解液中釩濃度嚴重失衡時使用，將可較完整的平衡正負極的離子濃度，達到系統復原的效果。

欲實施本方法之釩液流電池較推薦於電堆閒置時進行，若於線上進行，則需略微犠牲系統復原時當圈充放電電容量。

以下實施例僅舉例以供了解本發明之細節與內涵，但不用於限制本發明之申請專利範圍。本方法實施例係以釩液流單電池進行。

[實施例一] 不對稱混合處理（本發明開發者的子步驟s41系統原生平衡機制方式係為子步驟s42放電當量平衡混合習知專利I664772號方式）： (1) 子步驟s42混合方式處理結果：本例使用陽離子交換膜Nafion^® N212之釩液流電池單電池、正負極均置入80毫升3.5價釩電解液為原系統，在電流密度160 mAcm^-2 下運行100圈後，電容量由原始最大值2.33 Ah衰退至1.43，剩約60%左右，正負極電解液體積、濃度及價數均有失衡，正極多4毫升電解液，經分析步驟s1與電解計算步驟s2計算，當下混合總價數為3.55價。經前述計算後，續依電解實施步驟s3以非原系統之另一單電池做為電解設備，正極電解液為重複使用的4價釩電解液80毫升並加入精算的0.848克草酸二水合物混合（略微混合），將前述待回復系統正極電解液接入電解設備負極後，進行電量0.36 Ah定電量充電作業。完成後，將負極產品全數退回原系統正極中，依子步驟s42計算後，取正極17.5毫升置於負極槽中混勻，重新進行充放電循環測試，結果顯示電容量恢復至2.26（近原系統最大值2.314），並大幅減緩衰退情況，成功完成系統恢復作業，如第６圖所示。 (2) 子步驟s43全混合再平分處理結果：本例使用初始狀態為陽離子交換膜Nafion^® N212之釩液流電池單電池、正負極均置入80毫升3.5價釩電解液為原系統在電流密度160 mAcm^-2 下運行後的電池系統，並曾經中途使用自我調整及本發明回復方法等加總共運行約500圈以上後，電容量由原始最大值衰退，剩約86%左右，正負極電解液體積、濃度及價數均有失衡，負極比正極多17毫升電解液，經分析步驟s1與電解計算步驟s2計算，完全混合總價數為3.61價，總濃度略低於原始狀態，由1.68 M降至1.65 M（可能沉澱於正極）。本實施例係經分析步驟s1與電解計算步驟s2計算完成後，依步驟s3以非原系統之另一單電池做為電解設備，正極電解液為重複使用的釩電解液並加入精算的1.907克草酸二水合物混合（略微混勻），並將前述待回復系統正極電解液接入電解設備負極後，進行電量0.81 Ah定電量充電作業。完成後，將負極產品全數退回原系統正極中，續依子步驟s43將原系統正負極電解液完全混合，再平分回正負極槽中，泵送一陣子將電堆殘液混合後，再退出混合平分一次，經計算，經電解後電解液中原系統總價數恢復至3.50價，重新進行充放電循環測試，完成系統電解液恢復作業。本例中，充放電結果與原始充放電圖形相近，電解液性質與出廠時類似但仍有些微損耗，但實際效果仍佳，如第７圖所示。

[實施例二] 取已使用的廢棄高價數釩電解液恢復至3.5價實施例：本實施例以一單電池做為電解設備，取無法再以非還原性方法回復的高價數使用後釩電解液80毫升（4.0價，1.83 M），置於電解設備負極，經精算後，電解設備正極電解液中預先加入4.291克草酸二水合物，瓶蓋不可關閉，開啟輸液設備後，以5 A定電流充電方式，通入電量2.03 Ah進行定電量充電（約需時20～30分）。電解完成後，分析電解液狀態，得濃度為1.78 M，價數為3.50價的處理後電解液，濃度誤差值為2.7%，電解後體積仍維持80毫升，相比正極為硫酸的電解方法，電解後體積大幅上升（增加約20～50%）及濃度受稀釋大幅下降（約稀釋為1.2～1.4 M）的問題，均已顯著改善。

本發明係於釩液流電池系統閒置、定期或電容量衰退至一定量後使用，先取原系統正負極釩電解液進行濃度及價數定量分析、取得正負極液位差距求得正負極體積後，經本發明開發之計算方式求得所需電解充入的電量，再將原系統正極釩電解液接入電解設備負極內進行前述電量的定電量電解處理。完成後再回充至原系統貯槽內，藉系統內置液位平衡機制混合後完成原系統電解液壽命復原工作，其技術特點如下： 1. 本發明電解系統正極選用原系統所使用的釩電解液，並於每次回復工作時，預先添入經計算的對應當量還原劑（草酸）做為電解設備正極電解液，因濃度與待復原電解液接近，克服傳統電解還原方法可能遇到的體積、滲透壓及控制問題。（如使用非釩電解液為正極，負極產品濃度將大幅下降並損失釩離子濃度，或造成被電解液的陽離子汙染，對原系統均具有負面影響）。 2. 本發明提及專用於電解設備正極釩電解液的還原劑選用草酸或甲醇，反應後產生無害的二氧化碳，其需較高溫的反應條件可利用電解時的電堆自然散熱進行加熱，不必因加速反應需求額外加熱，操作容易。 3. 本發明反應後仍混有還原劑的正極電解液，即使不加熱，亦可於一日左右的閒置後自行與電解後生成的多餘5價釩完全反應，故電解設備的正極釩電解液具有反應後價數終將停留在4價、反應溫和、氣體的產生並不劇烈及還原劑可於電解反應前、中、後依需要補充，無需停機待反應完成的特色。相較於習用方法使用肼化合物等較劇烈的還原劑及還原時需停止產製的程序方法，或使用溫和反應劑如乙醇、草酸等又設定攝氏80度以上的反應溫度而言，具有無毒、高安全性、永續使用、維護容易及操作簡便的優點。 4. 本發明被電解液對象僅取原系統正極，不對較敏感易氧化的負極進行處理，最小化對原系統的影響，亦降低操作電壓，維持電解設備壽命。 5. 本發明的實施，可利用現有商用液流電池電堆裝配，處理時電壓較低，具有較低耗能及較少材料損耗的優點；亦可以電解槽等設計進行裝配，自由度高。 6. 本發明所提供計算方法可建立為程式或可自動計算的單元，輸入經取樣分析量測所得的所需條件（如濃度、價數等），結合體積參數，即可自動計算處理條件、混合條件等，有自動化運行的潛力。 7. 本發明針對總價數失衡的液流電池系統等一次性回復較短時間的操作使用情境，效果較佳；如進行電解液產製等較長時間電化學反應，可能使被電解液（即產品）有批次上的品質問題，如濃度與價數的不一致性等困難。

由上述可知，本發明所提方法不同於傳統前案，不使添加還原劑與待處理電解液接觸，並利用分隔電解的概念使原系統無需拆解或分離部分元件，即可完成價數復原作業，反應過程中亦因正極電解液已添有溫和還原劑，使電位變化穩定好操作，無需停機處理，且不使用有毒還原物質、無不可利用的副產品產生，同時運用較精密的理論計算及交互混合等工程控制，完成已使用液流電池系統之價數、電容量回復目的，符合經濟、快速及環保原則，足見本方法之進步性。

經檢索國內外專利，目的性而言，並無看到類似方法針對系統價數復原的設計；僅於理論方面可見類似概念，惟其目的為定量產製特定價數釩電解液，其流程設計及實例介紹，均不適合本發明使用情境，只對其設計目的有效，無法直接適用；且本發明應用目的係針對移動式恢復設備的理論設計，屬較新應用領域，尚無看到類似的電解方法可行。因此本發明所提方法創新性的設計理念符合發明專利之進步性要件。

本發明的目的對釩液流電池產業化至關重要，可使液流電池成本最高的電解液實現真正的永續利用，搭配各商業系統自身平衡延長壽命的機制，可使液流池成為超高可靠儲能裝置，不僅大量節省需添購新電解液或進行舊電解液回收再製的維運成本，且可針對不同釩液流電池系統進行服務，應用性甚鉅，具有商機，符合業界較佳之產業利用性者。

綜上所述，本發明係一種釩液流電池系統電解液電解復原方法，可有效改善習用之種種缺點，提供電解式釩電解液價數回復方式，可恢復釩液流電池壽命，並可進一步機動式服務多組電池系統，進而使本發明之產生能更進步、更實用、更符合使用者之所須，確已符合發明專利申請之要件，爰依法提出專利申請。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍；故，凡依本發明申請專利範圍及發明說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆應仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

s1～s4:步驟 s11～s14:子步驟 s21～s24:子步驟 s31～s34:子步驟 s41～s43:子步驟

第１圖，係本發明釩液流電池系統電解液電解復原方法之流程示意圖。第２圖，係本發明分析步驟之流程示意圖。第３圖，係本發明電解計算步驟之流程示意圖。第４圖，係本發明電解計算之流程示意圖。第５圖，係本發明混合復原之流程示意圖。第６圖，係本發明實施例一之(1)結果示意圖。第７圖，係本發明實施例一之(2)結果示意圖。

s1~s4:步驟

Claims

一種釩液流電池系統電解液電解復原方法，其至少包含下列步驟：分析步驟：實測一釩液流電池原系統後，取得正負極電解液液位差距求得正負極電解液體積與電解設備殘液量，由原系統正負極電解液取樣微量電解液，再以電位滴定法直接定量正負極電解液中釩離子濃度及價數，藉此取得包含正負極電解液液量、濃度及價數之原系統電解液參數；電解計算步驟：以精算方式計算原系統電解液恢復至總價數為3.5價時所需電量，係依據原系統正負極電解液液量、濃度及價數，計算原系統電解液總濃度與總價數，再由此推算出待電解電量及還原劑需求量，最後引入該殘液量，計算電解前後預測的價數及濃度；電解實施步驟：經前述兩步驟完成取樣定量及計算後，將原系統正極電解液接入一電解設備負極，並於該電解設備正極電解液中加入該還原劑量，開啟正負極供液設備循環，再於該電解設備上設定待電解電量、充電電流與電壓上限之參數，使負極可確實充入待電解電量，可依各不同類型機台操作方法及極限進行設定，並在完成電解工作後，將該電解設備負極電解液導回原系統正極貯槽中；以及混合復原步驟：經前述兩步驟完成取樣定量及計算後，可由各釩液流電池系統原生電解液平衡機制進行自我調整的混合處理，或計算放電當量平衡之方式進行效率及電容量最適化的系統復原，亦或進行正負極電解液完全的混合再平分操作，將該釩液流電池原系統回復為電解液原始狀態。
依申請專利範圍第１項所述之釩液流電池系統電解液電解復原方法，其中，該分析步驟係由原系統正負極電解液取樣0.4～0.6毫升的微量電解液。
依申請專利範圍第１項所述之釩液流電池系統電解液電解復原方法，其中，該電解計算步驟中原系統電解液總濃度與總價數之計算公式如下：總液量A=正極電解液量+負極電解液量；原系統電解液總濃度（M）=（正極電解液濃度*正極電解液量+負極電解液濃度*負極電解液量）/總液量A；原系統電解液總價數=（正極電解液濃度*正極電解液量*正極電解液價數+負極電解液濃度*負極電解液量*負極電解液價數）/總液量A/原系統電解液總濃度。
依申請專利範圍第１項所述之釩液流電池系統電解液電解復原方法，其中，該電解計算步驟中待電解電量及還原劑需求量之計算公式如下：待電解電量（Ah）=原系統電解液總濃度*（原系統電解液總價數-3.5）*總液量A*法拉第常數/3600；還原劑需求量=（待電解電量*3600/法拉第常數）*還原劑分子量。
依申請專利範圍第１項所述之釩液流電池系統電解液電解復原方法，其中，該電解計算步驟中電解前後預測的價數及濃度之計算公式如下：總液量B=殘液量+原系統的正極電解液量；殘液混合濃度=（殘液濃度*殘液量+原系統的正極電解液濃度*原系統的正極電解液量）/總液量B；殘液混合價數=（殘液濃度*殘液量*殘液價數+原系統的正極電解液濃度*原系統的正極電解液量*原系統的正極電解液價數）/總液量B/殘液混合濃度；電解後濃度=殘液混合濃度；電解後價數=［殘液混合濃度*殘液混合價數*（殘液量+原系統的正極電解液量）-待電解電量*3600/法拉第常數］/總液量B/電解後濃度。
依申請專利範圍第１項所述之釩液流電池系統電解液電解復原方法，其中，該電解實施步驟中該電解設備係使用具選擇性之隔離膜作為正負極分隔。
依申請專利範圍第１項所述之釩液流電池系統電解液電解復原方法，其中，該混合復原步驟中無論使用系統原生平衡機制、放電當量平衡、或完全互混平分之方式，均應於價數處理完後才進行混合動作。
依申請專利範圍第１項所述之釩液流電池系統電解液電解復原方法，其中，該回復完成之釩液流電池原系統於第一圈以後的充放電圈數係回復至回復前最高電容量的95%以上。