《全钒液流电池碳塑复合双极板技术规范》（征求意见稿）

2全钒液流电池碳塑复合双极板技术规范本文件规定了全钒液流电池碳塑复合双极板的通用条件、试验方法、标志、包装。2.规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件。不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T191-2008包装储运图示标志GB/T8719-2022碳素材料及制品的包装、标准、储存、运输和质量说明书的一般规定GB/T29840-2013全钒液流电池术语GB/T43512-2023全钒液流电池可靠性评价方法GB/T34866-2017全钒液流电池安全要求GB/T33339-2016全钒液流电池系统测试方法NB/T11203-2023全钒液流电池用碳塑复合双极板技术条件NB/T42007-2013全钒液流电池用双极板测试方法NB/T42080-2023全钒液流电池用离子传导膜通用技术条件和测试方法NB/T42082-2016全钒液流电池电极测试方法NB/T42040-2014全钒液流电池通用技术条件DB51/T2191-2016全钒液流电池通用检测方法3.术语和定义GB/T29840-2013界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1全钒液流电池通过正负极电解液中不同价态钒离子的电化学反应来实现电能和化学能互相转化的储能装置。又称全钒液流电池系统。33.2碳塑复合双极板以碳质和塑料(高分子聚合物或高分子聚合物衍生物)为原料制备的用于全钒液流电池的双极板。4.通用要求4.1试验条件和要求本标准试验环境条件如下:——温度:25℃±5℃:——压力:86kPa~106kPa；——空气湿度:10%~96%。4.2结构尺寸4.2.1厚度均匀性要求厚度尺寸偏差应符合以下规定：平均厚度为dmm，厚度最大值与最小值的差值≤5%d；试验方法见5.2.1。.4.2.2尺寸偏差长度方向及宽度方向尺寸偏差应≤±1mm。以钢板尺测量材料的长度及宽度。4.3电性能体积电阻率应≤0.15Ω·cm，垂直双极板面板方向表面电阻应≤0.1Ω·cm2；压强范围0.5MPa~0.6MPa，与碳毡面接触电阻应≤0.1Ω·cm2。试验方法见5.2.2。。4.4机械性能4.4.1抗弯强度要求抗弯强度应≥20MPa。试验方法见5.2.3。4.4.2抗拉强度要求抗拉强度应≥10MPa。试验方法见5.2.4。4.4.3抗压强度要求4抗压强度应≥20MPa。试验方法见5.2.5。4.5耐久性4.5.1腐蚀电流密度要求腐蚀电流密度应≤16μA·cm-2。试验方法见5.2.6。4.5.2钒离子扩散系数要求钒离子扩散系数应≤5×10-5cm2·s-1。试验方法见5.2.7。注:每平方厘米有效测试面积下循环测试一年后，高浓度侧钒离子浓度降低不超过1%进行换算。4.5.3透气性要求气体透过率应≤2×10-6·cm3·cm-2·s-1。试验方法见5.2.8。4.5.4耐腐蚀性要求质量变化表征的耐腐蚀性系数应≤±0.5%。试验方法见5.2.9。4.5.5尺寸变化率厚度变化率及长度、宽度方向下的线性溶胀率应≤±0.5%。试验方法见5.2.10。4.6额定能量效率全钒液流电池系统在评价周期内，额定能量效率应不低于标称值的90%。试验方法见4.7容量保持率全钒液流电池系统在评价周期内容量保持率应不低于标称值的95%。如有需要可在容量测试前进行容量恢复。试验方法见5.2.12。4.8低温储存性能试验按NB/T42040-2014中5.8的规定进行，放电瓦时容量应不小于额定瓦时容量的95%。4.9高温储存性能试验按NB/T42040-2014中5.9的规定进行，放电瓦时容量应不小于额定瓦时容量的95%。54.10大电流放电能力以1.5倍额定电流对电池放电，记录放电过程中的电压、电流和时间，每秒采样一次，经计算放电持续时间不低于标称值的95%。试验方法及计算方法见5.2.13。4.11恒功率放电能力以额定功率对电池放电，记录放电过程中的电压、电流和时间，每秒采样一次，经计算电池所能放出的安时容量不低于标称值的95%。试验方法见5.2.14。4.12绝缘电阻试验绝缘电阻应不小于10MΩ。按NB/T42040-2014中5.16的规定进行。5.试验方法5.1试验仪器和精度试验仪器和精度见表1表1试验仪器和精度试验项目试验仪器仪器精度厚度均匀性、厚度变化率测厚仪体电阻率四探针低电阻测量仪0.01mΩ面电阻、接触电阻电阻测试仪0.01mΩ弯曲强度、拉伸强度万能试验机≥0.5级抗压强度万能试验机≥1级钒离子扩散系数恒温槽控温精度≤0.5℃紫外可见分光光度计光度准确度≤0.5%T线性溶胀性游标卡尺0.02mm耐腐蚀性电子天平尺寸偏差钢板尺6透气率气相色谱仪0.1ppm5.2试验方法5.2.1厚度均匀性按NB/T42007-2013中5.1的规定进行试验。5.2.2体积电阻率和接触电阻按NB/T42007-2013中5.4的规定进行试验。垂直双极板面板方向表面电阻按NB/T42082-2016中第7章的规定进行试验。5.2.3抗弯强度按NB/T42007-2013中5.6的规定进行试验。5.2.4抗拉强度按NB/T42007-2013中5.7的规定进行试验。5.2.5抗压强度按NB/T42007-2013中5.8的规定进行试验。5.2.6将双极板置于电解液中静置1h，待开路电压稳定再进行测试。腐蚀电流密度按NB/T42007-2013中5.3的规定进行试验。5.2.7钒离子扩散系数按NB/T42080-2023中5.8的规定进行试验。5.2.8气体透过率按NB/T42007-2013中5.5的规定进行试验。5.2.9以双极板材料的质量变化作为双极板耐腐蚀性表征方法。耐腐蚀性按NB/T42080-2023中5.9的规定进行试验。除非另有规定，试验介质为1.5mol·L-lVO2++3mol·L-l的硫酸溶液，在40℃下浸泡7天。5.2.10尺寸变化率按NB/T42080-2023中5.5的规定进行试验。除非另有规定，试验介质为1.5mol·L-lVO2++3mol·L-l的硫酸溶液，在40℃下浸泡7天。5.2.11全钒液流电池系统的额定能量效率应为评价周期内，一个恒功率充放电循环内净放电量与充电量加上充电过程辅助能耗之和的比值，按公式(1)计算。式中：η——电池系统额定能量效率；Esd——由测量仪器记录的电池系统的放电瓦时容量，单位为瓦时(W·h)；Wsd——由测量仪器记录的电池系统放电过程的辅助能耗，单位为瓦时(W·h)；Esc——由测量仪器记录的电池系统的充电瓦时容量，单位为瓦时(W·h)；Wsc——由测量仪器记录的电池系统充电过程的辅助能耗，单位为瓦时(W·h)。75.2.12统计周期内全钒液流电池系统第n次净放电瓦时容量与额定瓦时容量的比值，按公式(2)计算。×100%(2)式中：R——全钒液流电池系统容量保持率;Ed——全钒液流电池系统第n次净放电瓦时容量，单位为瓦时(W·h)；Er——全钒液流电池系统额定瓦时容量，单位为瓦时(W·h)。5.2.13大电流放电能力检测方法如下：5.2.13.1以额定电流I对电池充电至电池端电压达到规定的充电截止电压Vc。时停止充电，然后以额定电流I对电池放电至电池端电压达到规定的放电截止电压Vd时停止放电；5.2.13.2再次以额定电流I对电池充电至电池端电压达到规定的充电截止电压Vc时停止充电，然后以1.5倍额定电流对电池放电至电池端电压达到规定的放电截止电压Vd时停止放电；5.2.13.3记录第二次放电过程中的电压、电流和时间，每秒采样一次，并按式(3)计算放电安时容量：CL=1.5I×t式中：I——额定电流，单位为安培(A)；t——放电持续时间，单位为小时(h)；CL——电池以1.5倍额定电流放电所放出的安时容量，单位为安时(Ah)。5.2.14恒功率放电能力检测方法如下：5.2.14.1以额定电流I对电池充电至电池端电压达到规定的充电截止电压Vc时停止充电；然后以额定电流I对电池放电至电池端电压达到规定的放电截止电压Vd时停止放电；5.2.14.2再次以额定电流I对电池充电至电池端电压达到规定的充电截止电压Vc时停止充电；然后以额定功率P对电池放电至电池端电压达到规定的放电截止电压Vd时停止放电；5.2.14.3记录第二次放电过程的电压、电流和时间，每秒采样一次，并按式(4)计算8放电安时容量：It式中:(4)It——在t时刻放电电流，单位为安培(A)；td——放电持续时间，单位为秒(s)；Cw——恒功率放电所放出的安时容量，单位为安时(Ah)。6包装、标志双极板的包装应保证其储存和运输过程中不致损坏或遗失。6.2标志6.2.1包装箱（或包装袋）外部宜有下列标志：——产品名称、数量、质量、制造商名；——产品所符合的标准编号；——符合GB/T191-2008中规定的“防潮”“防雨”“防晒”“防压”等标志。——电池系统应有适当的警示标识，标识内容包