《全釩液流電池碳塑復合雙極板技術規(guī)范》（征求意見稿）

2全釩液流電池碳塑復合雙極板技術規(guī)范本文件規(guī)定了全釩液流電池碳塑復合雙極板的通用條件、試驗方法、標志、包裝。2.規(guī)范性引用文件下列文件中的內容通過文中的規(guī)范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應的版本適用于本文件。不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T191-2008包裝儲運圖示標志GB/T8719-2022碳素材料及制品的包裝、標準、儲存、運輸和質量說明書的一般規(guī)定GB/T29840-2013全釩液流電池術語GB/T43512-2023全釩液流電池可靠性評價方法GB/T34866-2017全釩液流電池安全要求GB/T33339-2016全釩液流電池系統(tǒng)測試方法NB/T11203-2023全釩液流電池用碳塑復合雙極板技術條件NB/T42007-2013全釩液流電池用雙極板測試方法NB/T42080-2023全釩液流電池用離子傳導膜通用技術條件和測試方法NB/T42082-2016全釩液流電池電極測試方法NB/T42040-2014全釩液流電池通用技術條件DB51/T2191-2016全釩液流電池通用檢測方法3.術語和定義GB/T29840-2013界定的以及下列術語和定義適用于本文件。3.1全釩液流電池通過正負極電解液中不同價態(tài)釩離子的電化學反應來實現(xiàn)電能和化學能互相轉化的儲能裝置。又稱全釩液流電池系統(tǒng)。33.2碳塑復合雙極板以碳質和塑料(高分子聚合物或高分子聚合物衍生物)為原料制備的用于全釩液流電池的雙極板。4.通用要求4.1試驗條件和要求本標準試驗環(huán)境條件如下:——溫度:25℃±5℃:——壓力:86kPa~106kPa；——空氣濕度:10%~96%。4.2結構尺寸4.2.1厚度均勻性要求厚度尺寸偏差應符合以下規(guī)定：平均厚度為dmm，厚度最大值與最小值的差值≤5%d；試驗方法見5.2.1。.4.2.2尺寸偏差長度方向及寬度方向尺寸偏差應≤±1mm。以鋼板尺測量材料的長度及寬度。4.3電性能體積電阻率應≤0.15Ω·cm，垂直雙極板面板方向表面電阻應≤0.1Ω·cm2；壓強范圍0.5MPa~0.6MPa，與碳氈面接觸電阻應≤0.1Ω·cm2。試驗方法見5.2.2。。4.4機械性能4.4.1抗彎強度要求抗彎強度應≥20MPa。試驗方法見5.2.3。4.4.2抗拉強度要求抗拉強度應≥10MPa。試驗方法見5.2.4。4.4.3抗壓強度要求4抗壓強度應≥20MPa。試驗方法見5.2.5。4.5耐久性4.5.1腐蝕電流密度要求腐蝕電流密度應≤16μA·cm-2。試驗方法見5.2.6。4.5.2釩離子擴散系數(shù)要求釩離子擴散系數(shù)應≤5×10-5cm2·s-1。試驗方法見5.2.7。注:每平方厘米有效測試面積下循環(huán)測試一年后，高濃度側釩離子濃度降低不超過1%進行換算。4.5.3透氣性要求氣體透過率應≤2×10-6·cm3·cm-2·s-1。試驗方法見5.2.8。4.5.4耐腐蝕性要求質量變化表征的耐腐蝕性系數(shù)應≤±0.5%。試驗方法見5.2.9。4.5.5尺寸變化率厚度變化率及長度、寬度方向下的線性溶脹率應≤±0.5%。試驗方法見5.2.10。4.6額定能量效率全釩液流電池系統(tǒng)在評價周期內，額定能量效率應不低于標稱值的90%。試驗方法見4.7容量保持率全釩液流電池系統(tǒng)在評價周期內容量保持率應不低于標稱值的95%。如有需要可在容量測試前進行容量恢復。試驗方法見5.2.12。4.8低溫儲存性能試驗按NB/T42040-2014中5.8的規(guī)定進行，放電瓦時容量應不小于額定瓦時容量的95%。4.9高溫儲存性能試驗按NB/T42040-2014中5.9的規(guī)定進行，放電瓦時容量應不小于額定瓦時容量的95%。54.10大電流放電能力以1.5倍額定電流對電池放電，記錄放電過程中的電壓、電流和時間，每秒采樣一次，經計算放電持續(xù)時間不低于標稱值的95%。試驗方法及計算方法見5.2.13。4.11恒功率放電能力以額定功率對電池放電，記錄放電過程中的電壓、電流和時間，每秒采樣一次，經計算電池所能放出的安時容量不低于標稱值的95%。試驗方法見5.2.14。4.12絕緣電阻試驗絕緣電阻應不小于10MΩ。按NB/T42040-2014中5.16的規(guī)定進行。5.試驗方法5.1試驗儀器和精度試驗儀器和精度見表1表1試驗儀器和精度試驗項目試驗儀器儀器精度厚度均勻性、厚度變化率測厚儀體電阻率四探針低電阻測量儀0.01mΩ面電阻、接觸電阻電阻測試儀0.01mΩ彎曲強度、拉伸強度萬能試驗機≥0.5級抗壓強度萬能試驗機≥1級釩離子擴散系數(shù)恒溫槽控溫精度≤0.5℃紫外可見分光光度計光度準確度≤0.5%T線性溶脹性游標卡尺0.02mm耐腐蝕性電子天平尺寸偏差鋼板尺6透氣率氣相色譜儀0.1ppm5.2試驗方法5.2.1厚度均勻性按NB/T42007-2013中5.1的規(guī)定進行試驗。5.2.2體積電阻率和接觸電阻按NB/T42007-2013中5.4的規(guī)定進行試驗。垂直雙極板面板方向表面電阻按NB/T42082-2016中第7章的規(guī)定進行試驗。5.2.3抗彎強度按NB/T42007-2013中5.6的規(guī)定進行試驗。5.2.4抗拉強度按NB/T42007-2013中5.7的規(guī)定進行試驗。5.2.5抗壓強度按NB/T42007-2013中5.8的規(guī)定進行試驗。5.2.6將雙極板置于電解液中靜置1h，待開路電壓穩(wěn)定再進行測試。腐蝕電流密度按NB/T42007-2013中5.3的規(guī)定進行試驗。5.2.7釩離子擴散系數(shù)按NB/T42080-2023中5.8的規(guī)定進行試驗。5.2.8氣體透過率按NB/T42007-2013中5.5的規(guī)定進行試驗。5.2.9以雙極板材料的質量變化作為雙極板耐腐蝕性表征方法。耐腐蝕性按NB/T42080-2023中5.9的規(guī)定進行試驗。除非另有規(guī)定，試驗介質為1.5mol·L-lVO2++3mol·L-l的硫酸溶液，在40℃下浸泡7天。5.2.10尺寸變化率按NB/T42080-2023中5.5的規(guī)定進行試驗。除非另有規(guī)定，試驗介質為1.5mol·L-lVO2++3mol·L-l的硫酸溶液，在40℃下浸泡7天。5.2.11全釩液流電池系統(tǒng)的額定能量效率應為評價周期內，一個恒功率充放電循環(huán)內凈放電量與充電量加上充電過程輔助能耗之和的比值，按公式(1)計算。式中：η——電池系統(tǒng)額定能量效率；Esd——由測量儀器記錄的電池系統(tǒng)的放電瓦時容量，單位為瓦時(W·h)；Wsd——由測量儀器記錄的電池系統(tǒng)放電過程的輔助能耗，單位為瓦時(W·h)；Esc——由測量儀器記錄的電池系統(tǒng)的充電瓦時容量，單位為瓦時(W·h)；Wsc——由測量儀器記錄的電池系統(tǒng)充電過程的輔助能耗，單位為瓦時(W·h)。75.2.12統(tǒng)計周期內全釩液流電池系統(tǒng)第n次凈放電瓦時容量與額定瓦時容量的比值，按公式(2)計算?！?00%(2)式中：R——全釩液流電池系統(tǒng)容量保持率;Ed——全釩液流電池系統(tǒng)第n次凈放電瓦時容量，單位為瓦時(W·h)；Er——全釩液流電池系統(tǒng)額定瓦時容量，單位為瓦時(W·h)。5.2.13大電流放電能力檢測方法如下：5.2.13.1以額定電流I對電池充電至電池端電壓達到規(guī)定的充電截止電壓Vc。時停止充電，然后以額定電流I對電池放電至電池端電壓達到規(guī)定的放電截止電壓Vd時停止放電；5.2.13.2再次以額定電流I對電池充電至電池端電壓達到規(guī)定的充電截止電壓Vc時停止充電，然后以1.5倍額定電流對電池放電至電池端電壓達到規(guī)定的放電截止電壓Vd時停止放電；5.2.13.3記錄第二次放電過程中的電壓、電流和時間，每秒采樣一次，并按式(3)計算放電安時容量：CL=1.5I×t式中：I——額定電流，單位為安培(A)；t——放電持續(xù)時間，單位為小時(h)；CL——電池以1.5倍額定電流放電所放出的安時容量，單位為安時(Ah)。5.2.14恒功率放電能力檢測方法如下：5.2.14.1以額定電流I對電池充電至電池端電壓達到規(guī)定的充電截止電壓Vc時停止充電；然后以額定電流I對電池放電至電池端電壓達到規(guī)定的放電截止電壓Vd時停止放電；5.2.14.2再次以額定電流I對電池充電至電池端電壓達到規(guī)定的充電截止電壓Vc時停止充電；然后以額定功率P對電池放電至電池端電壓達到規(guī)定的放電截止電壓Vd時停止放電；5.2.14.3記錄第二次放電過程的電壓、電流和時間，每秒采樣一次，并按式(4)計算8放電安時容量：It式中:(4)It——在t時刻放電電流，單位為安培(A)；td——放電持續(xù)時間，單位為秒(s)；Cw——恒功率放電所放出的安時容量，單位為安時(Ah)。6包裝、標志雙極板的包裝應保證其儲存和運輸過程中不致?lián)p壞或遺失。6.2標志6.2.1包裝箱（或包裝袋）外部宜有下列標志：——產品名稱、數(shù)量、質量、制造商名；——產品所符合的標準編號；——符合GB/T191-2008中規(guī)定的“防潮”“防雨”“防曬”“防壓”等標志?！姵叵到y(tǒng)應有適當?shù)木緲俗R，標識內容包