金属钒由于其独特的物理、化学性质，在现代的工业中发挥着重要的作用。它有密度小、硬度大、耐腐蚀性强等优点，广泛应用于化工、冶金、钢铁、医药等行业。钒还是特种合金材料必不可少的添加剂，被称为工业的“维生素”。我国的钒资源储量很大，居世界第三。随着工业的发展，钒的应用范围越来越广，需求量也不断加大。高效开发利用钒资源成为国内外相关行业关注的焦点。
　　传统制备金属钒的方法很多，包括钙热还原法、镁热还原法、铝热还原法、真空碳热还原法、氮化钒的热分解法、硅热还原法和氯化物的金属热还原法等，这些是比较成熟的方法。但其周期长、不能连续化生产、工艺复杂、对设备的要求较高，且二次污染严重。所以生产金属钒的成本一直很高，不利于工业化生产。本实验采用的是绿色冶金方法-FFC法（也称熔盐电解法），该方法直接从金属氧化物中电解出金属单质，是能耗低、生产流程短、污染小的清洁冶金方法。
　　本实验重点研究了用FFC法电解氧化钒制备金属钒的过程。采用粉末冶金法在135MPa压力下将一定量的氧化钒粉末制成片状，经真空热压炉在1000℃下烧结1小时。采用烧结片为阴极，石墨电极为阳极，在氩气的环境中，采用LiCl-KCl共熔体系作为熔盐电解质进行电解。
　　探究在LiCl-KCl共熔体系中不同的温度(400℃-600℃)、不同的电解时间、不同的电压(2.7V-3.2V)、不同造孔剂含量对电解的影响。通过研究相关时间电流曲线、观察不同工艺参数、分析样品的XRD图及SEM图并结合实际的反应过程，发现电解反应的过程是先形成中间产物钒酸锂和钒的低价氧化物，然后再经过进一步脱氧生成金属钒。通过深入探究，发现金属钒的电解过程同样符合三相界线理论。经过相关的粒度分析，得到的金属钒粒度能达到微米级。实验还得出了制备钒的最佳工艺条件:阴极孔隙率为25％，反应温度为600℃，电压为3.1V，电解时间为8h。
　　本文采用电化学的方法还探究了金属钒的形成机理:在LiCl-KCl高温熔盐中对V2O3粉末的钼通腔电极进行电化学测试和恒电位电解，根据对得到的时间电流曲线、循环伏安曲线以及生成物的物相组成和微观形貌分析，进一步明确了氧化钒的分步还原过程。并且通过改变扫描速率(50-200mV/s)，发现峰电流与扫描速率成直线关系，峰电位与扫描速率成对数关系，说明金属钒的反应过程符合薄膜电化学理论。
　　给予以上探究，本文采用电脱氧的方法进一步探究了钒液流电池，分别采用压制的三氧化二钒和五氧化二钒片体做阴极，在100℃、3.5V条件下，低温离子液体（氯化胆碱-乙二醇）中电解10h制备出了钒电池的正负电解液。并且通过电化学工作站对其进行了初步的研究，发现其变价规律与钒电池的变价规律相一致。自制微型电池能使二极管发光，进一步说明了电解液是合乎要求的。且充放电测试表明此电池具有容量高、循环性能好等优点，为探究新能源中的全钒液流电池打下了基础。