以上就是钒电池充放电的大概原理。需要注意的是，为了便于说原理，我们其实在讲述中忽略了一个极为重要的细节。

忘了电荷守恒！

前面说了，钒电池的放电过程是这样的：在正极溶液中，5价钒离子源源不断获得电子补充，继而让自己陆续变成4价钒离子。

可大家细想一下，这样的场景能实现吗？几乎不可能。因为，如果你只是单纯地往一大桶溶液中源源不断地输入电子，那么这桶溶液就会带上大量静电，输入的电子越多，静电就越强，最终强到无法实现。

故，根据电荷守恒，正极溶液要想保持电中性的话，只有一条路可走，即：每得到一个带负电荷的电子，就需要同时让一个正电荷也进入家门，正负相抵，溶液呈中性。

这个正电荷从哪里来呢？只能从负极溶液中来。原因是在放电过程中，正极溶液是得到电子的一方，而负极溶液是失去电子的一方。那么同样还是根据电荷守恒，负极溶液不可能只是单纯地输出电子，否则它也会带上大量静电，因此，其在输出电子的同时，也必须输出等量的正电荷。

总结起来，钒电池的放电过程就是：负极溶液同时向正极溶液提供等量的电子和正电荷。

而充电过程则相反：正极溶液同时向负极溶液提供等量的电子和正电荷。

这里又多出一个问题，这个正电荷是什么？

它其实就是溶液中的氢离子，或者说质子。氢只有一个电子，其失去一个电子后，本质上就是一个带正电荷的质子。

因此，现实中的全钒液流电池，正极溶液和负极溶液实际上是挨在一起的，只不过两者被一层质子交换膜隔开了而已。这层质子交换膜只允许质子来回穿梭，其他物质则不被允许通行。

以充电为例，充电时，正极溶液中的4价钒离子失去1个电子变成了5价钒离子，失去的那个电子走外部电路进入负极溶液，而氢离子（质子）则穿过质子交换膜进入负极溶液。放电时，过程则相反。

知晓了钒电池充放电的原理后，想必大家现在对其有哪些优势更感兴趣，关注科普中国，了解更多钒电池的故事。