《全釩液流電池碳塑復(fù)合雙極板技術(shù)規(guī)范》（征求意見稿）

2全釩液流電池碳塑復(fù)合雙極板技術(shù)規(guī)范本文件規(guī)定了全釩液流電池碳塑復(fù)合雙極板的通用條件、試驗(yàn)方法、標(biāo)志、包裝。2.規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)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(yīng)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(chǔ)運(yùn)圖示標(biāo)志GB/T8719-2022碳素材料及制品的包裝、標(biāo)準(zhǔn)、儲(chǔ)存、運(yùn)輸和質(zhì)量說明書的一般規(guī)定GB/T29840-2013全釩液流電池術(shù)語GB/T43512-2023全釩液流電池可靠性評價(jià)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(fù)合雙極板技術(shù)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(dǎo)膜通用技術(shù)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(shù)條件DB51/T2191-2016全釩液流電池通用檢測方法3.術(shù)語和定義GB/T29840-2013界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1全釩液流電池通過正負(fù)極電解液中不同價(jià)態(tài)釩離子的電化學(xué)反應(yīng)來實(shí)現(xiàn)電能和化學(xué)能互相轉(zhuǎn)化的儲(chǔ)能裝置。又稱全釩液流電池系統(tǒng)。33.2碳塑復(fù)合雙極板以碳質(zhì)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(yàn)條件和要求本標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)環(huán)境條件如下:——溫度:25℃±5℃:——壓力:86kPa~106kPa；——空氣濕度:10%~96%。4.2結(jié)構(gòu)尺寸4.2.1厚度均勻性要求厚度尺寸偏差應(yīng)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(yàn)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(yīng)≤±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(yīng)≤0.15Ω·cm，垂直雙極板面板方向表面電阻應(yīng)≤0.1Ω·cm2；壓強(qiáng)范圍0.5MPa~0.6MPa，與碳?xì)置娼佑|電阻應(yīng)≤0.1Ω·cm2。試驗(yàn)方法見5.2.2。。4.4機(jī)械性能4.4.1抗彎強(qiáng)度要求抗彎強(qiáng)度應(yīng)≥20MPa。試驗(yàn)方法見5.2.3。4.4.2抗拉強(qiáng)度要求抗拉強(qiáng)度應(yīng)≥10MPa。試驗(yàn)方法見5.2.4。4.4.3抗壓強(qiáng)度要求4抗壓強(qiáng)度應(yīng)≥20MPa。試驗(yàn)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(yīng)≤16μA·cm-2。試驗(yàn)方法見5.2.6。4.5.2釩離子擴(kuò)散系數(shù)要求釩離子擴(kuò)散系數(shù)應(yīng)≤5×10-5cm2·s-1。試驗(yàn)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(cè)釩離子濃度降低不超過1%進(jìn)行換算。4.5.3透氣性要求氣體透過率應(yīng)≤2×10-6·cm3·cm-2·s-1。試驗(yàn)方法見5.2.8。4.5.4耐腐蝕性要求質(zhì)量變化表征的耐腐蝕性系數(shù)應(yīng)≤±0.5%。試驗(yàn)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(yīng)≤±0.5%。試驗(yàn)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(jià)周期內(nèi)，額定能量效率應(yīng)不低于標(biāo)稱值的90%。試驗(yàn)方法見4.7容量保持率全釩液流電池系統(tǒng)在評價(jià)周期內(nèi)容量保持率應(yīng)不低于標(biāo)稱值的95%。如有需要可在容量測試前進(jìn)行容量恢復(fù)。試驗(yàn)方法見5.2.12。4.8低溫儲(chǔ)存性能試驗(yàn)按NB/T42040-2014中5.8的規(guī)定進(jìn)行，放電瓦時(shí)容量應(yīng)不小于額定瓦時(shí)容量的95%。4.9高溫儲(chǔ)存性能試驗(yàn)按NB/T42040-2014中5.9的規(guī)定進(jìn)行，放電瓦時(shí)容量應(yīng)不小于額定瓦時(shí)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(shí)間，每秒采樣一次，經(jīng)計(jì)算放電持續(xù)時(shí)間不低于標(biāo)稱值的95%。試驗(yàn)方法及計(jì)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(shí)間，每秒采樣一次，經(jīng)計(jì)算電池所能放出的安時(shí)容量不低于標(biāo)稱值的95%。試驗(yàn)方法見5.2.14。4.12絕緣電阻試驗(yàn)絕緣電阻應(yīng)不小于10MΩ。按NB/T42040-2014中5.16的規(guī)定進(jìn)行。5.試驗(yàn)方法5.1試驗(yàn)儀器和精度試驗(yàn)儀器和精度見表1表1試驗(yàn)儀器和精度試驗(yàn)項(xiàng)目試驗(yàn)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(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度萬能試驗(yàn)機(jī)≥0.5級(jí)抗壓強(qiáng)度萬能試驗(yàn)機(jī)≥1級(jí)釩離子擴(kuò)散系數(shù)恒溫槽控溫精度≤0.5℃紫外可見分光光度計(jì)光度準(zhǔn)確度≤0.5%T線性溶脹性游標(biāo)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(yàn)方法5.2.1厚度均勻性按NB/T42007-2013中5.1的規(guī)定進(jìn)行試驗(yàn)。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(jìn)行試驗(yàn)。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(jìn)行試驗(yàn)。5.2.3抗彎強(qiáng)度按NB/T42007-2013中5.6的規(guī)定進(jìn)行試驗(yàn)。5.2.4抗拉強(qiáng)度按NB/T42007-2013中5.7的規(guī)定進(jìn)行試驗(yàn)。5.2.5抗壓強(qiáng)度按NB/T42007-2013中5.8的規(guī)定進(jìn)行試驗(yàn)。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(jìn)行測試。腐蝕電流密度按NB/T42007-2013中5.3的規(guī)定進(jìn)行試驗(yàn)。5.2.7釩離子擴(kuò)散系數(shù)按NB/T42080-2023中5.8的規(guī)定進(jìn)行試驗(yàn)。5.2.8氣體透過率按NB/T42007-2013中5.5的規(guī)定進(jìn)行試驗(yàn)。5.2.9以雙極板材料的質(zhì)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(jìn)行試驗(yàn)。除非另有規(guī)定，試驗(yàn)介質(zhì)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(jìn)行試驗(yàn)。除非另有規(guī)定，試驗(yàn)介質(zhì)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(yīng)為評價(jià)周期內(nèi)，一個(gè)恒功率充放電循環(huán)內(nèi)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(jì)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(shí)容量，單位為瓦時(shí)(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(shí)(W·h)；Esc——由測量儀器記錄的電池系統(tǒng)的充電瓦時(shí)容量，單位為瓦時(shí)(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(shí)(W·h)。75.2.12統(tǒng)計(jì)周期內(nèi)全釩液流電池系統(tǒng)第n次凈放電瓦時(shí)容量與額定瓦時(shí)容量的比值，按公式(2)計(jì)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(shí)容量，單位為瓦時(shí)(W·h)；Er——全釩液流電池系統(tǒng)額定瓦時(shí)容量，單位為瓦時(shí)(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(dá)到規(guī)定的充電截止電壓Vc。時(shí)停止充電，然后以額定電流I對電池放電至電池端電壓達(dá)到規(guī)定的放電截止電壓Vd時(shí)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(dá)到規(guī)定的充電截止電壓Vc時(shí)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(dá)到規(guī)定的放電截止電壓Vd時(shí)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(shí)間，每秒采樣一次，并按式(3)計(jì)算放電安時(shí)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(shí)間，單位為小時(shí)(h)；CL——電池以1.5倍額定電流放電所放出的安時(shí)容量，單位為安時(shí)(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(dá)到規(guī)定的充電截止電壓Vc時(shí)停止充電；然后以額定電流I對電池放電至電池端電壓達(dá)到規(guī)定的放電截止電壓Vd時(shí)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(dá)到規(guī)定的充電截止電壓Vc時(shí)停止充電；然后以額定功率P對電池放電至電池端電壓達(dá)到規(guī)定的放電截止電壓Vd時(shí)停止放電；5.2.14.3記錄第二次放電過程的電壓、電流和時(shí)間，每秒采樣一次，并按式(4)計(jì)算8放電安時(shí)容量：It式中:(4)It——在t時(shí)刻放電電流，單位為安培(A)；td——放電持續(xù)時(shí)間，單位為秒(s)；Cw——恒功率放電所放出的安時(shí)容量，單位為安時(shí)(Ah)。6包裝、標(biāo)志雙極板的包裝應(yīng)保證其儲(chǔ)存和運(yùn)輸過程中不致?lián)p壞或遺失。6.2標(biāo)志6.2.1包裝箱（或包裝袋）外部宜有下列標(biāo)志：——產(chǎn)品名稱、數(shù)量、質(zhì)量、制造商名；——產(chǎn)品所符合的標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)；——符合GB/T191-2008中規(guī)定的“防潮”“防雨”“防曬”“防壓”等標(biāo)志?！姵叵到y(tǒng)應(yīng)有適當(dāng)?shù)木緲?biāo)識(shí)，標(biāo)識(shí)內(nèi)容包