钒钛电池是一种以钒离子作为活性物质的氧化还原液流电池（全称为全钒氧化还原液流电池），其显著特点是电解液中钒元素以不同价态存在（V2+/V3+和VO2+/VO2+），通过电化学反应实现电能与化学能的相互转换。这种电池采用钛基材料作为电极载体，配合特殊设计的离子交换膜（通常为Nafion系列膜）实现正负极电解液的隔离，其工作电压范围通常在1.15-1.55V之间。
相较于传统锂电池，钒钛电池最突出的优势在于循环寿命可达15000次以上（深度充放电条件下），并且不存在记忆效应。需要重点关注的是其独特的电解液设计，特别是将能量储存在外部储液罐中的特性，使得电池容量可以灵活扩展（储能容量与功率模块相互独立），这使其在大规模储能领域具有明显优势。当前主流产品的能量密度约25Wh/kg（约为锂电池的1/4），但系统效率可达75%-85%。
在安全性方面，钒钛电池的水系电解液（通常为硫酸溶液）从根本上避免了燃烧爆炸风险，工作温度范围宽达-5℃至45℃。其电解液可100%回收利用，不会出现传统电池的容量衰减问题。目前这种电池主要应用于电网调峰（充放电时长4-8小时）、可再生能源并网等领域，特别是风电场配套储能项目中，德国CellCube、中国大连融科等企业已实现兆瓦级项目的商业化应用。
制约钒钛电池发展的主要因素在于初始投资成本较高（约3000-4000元/kWh），这主要源于钒电解质的价格波动（五氧化二钒约占成本40%）和钛电极的加工难度。不过随着电极材料改性技术（如石墨烯复合电极）和新型离子交换膜的研发，系统成本正以每年8-10%的速度下降，未来在长时储能领域有望形成对锂电池的差异化竞争优势。
