T/HNSDCHYXH003-2024ICS29.220.99Generalrequirementsforsulfur2024-05-30發(fā)布2024-06T/HNSDCHYXH003-2024前言 2規(guī)范性引用文件 3術(shù)語和定義 4技術(shù)要求 55試驗方法 76檢驗規(guī)則 7標(biāo)志、使用說明書 8包裝、運(yùn)輸、貯存 2T/HNSDCHYXH003-2024本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。本文件由長沙和儲新材料科技有限公司提出。本文件由湖南省電池行業(yè)協(xié)會歸口。本文件起草單位：長沙和儲新材料科技有限公司、深圳市中和儲能科技有限公司、中南大學(xué)、湖南湘電試研技術(shù)有限公司、湖南耕馳新能源科技有限公司。本文件主要起草人：謝偉、袁浩、童慶、劉素琴、陳寶輝、楊麗。3T/HNSDCHYXH003-2024硫鐵液流電池通用技術(shù)條件本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了硫鐵液流電池的術(shù)語和定義、技術(shù)要求、試驗方法、檢驗規(guī)則、標(biāo)志、使用說明書、包裝、運(yùn)輸和貯存。本標(biāo)準(zhǔn)適用于各種規(guī)格硫鐵液流電池。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/T2408-2021塑料燃燒性能的測定水平法和垂直法GB/T9969-2008工業(yè)產(chǎn)品使用說明書總則GB/T29840-2013全釩液流電池術(shù)語GB/T32509-2016全釩液流電池通用技術(shù)條件GB/T33339-2016全釩液流電池系統(tǒng)測試方法GB/T34866-2017全釩液流電池安全要求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。為了便于使用，以下重復(fù)列出了GB/T29840-2013中的一些術(shù)語和定義。3.1硫鐵液流電池Sulfur-ironflowbattery以鐵氰根離子/亞鐵氰根離子為正極氧化還原電對，多硫離子為負(fù)極氧化還原電對，通過正負(fù)極電解液中鐵氰根離子/亞鐵氰根離子和多硫離子間的電化學(xué)反應(yīng)來實(shí)現(xiàn)電能和化學(xué)能相互轉(zhuǎn)換的儲能裝置。硫鐵液流電池主要由電堆、電解液、電解液輸送單元（管路、閥門、泵、換熱器等）、電池管理系統(tǒng)等部分組成。4T/HNSDCHYXH003-20243.2堿性調(diào)節(jié)劑Alkalineregulator用于提高電解液的pH值，包括氫氧化鈉、氫氧化鉀等可溶性氫氧化物。3.3正極電解液Catholyte以可溶性鐵氰酸鹽/亞鐵氰酸鹽為主要成分，包含有一定量的堿性調(diào)節(jié)劑及其他添加劑的水溶液，電解液的pH值應(yīng)不低于7。3.4負(fù)極電解液Anolyte以多硫化合物為主要成分，包含有一定量的支持電解質(zhì)、堿性調(diào)節(jié)劑及其他添加劑的水溶液，電解液的pH值應(yīng)不低于7。3.5單元電池系統(tǒng)Unitbatterysystem由一個或者多個模塊通過電路連接所構(gòu)成的獨(dú)立集合體。該單元電池系統(tǒng)通過與一個變流器相連實(shí)現(xiàn)充放電功能。3.6荷電狀態(tài)Stateofcharge（SOC）電池實(shí)際（剩余）可放出的能量與實(shí)際可放出的最大能量的比值。3.7額定功率Ratedpower滿足指定能量效率的電池在一個充放電循環(huán)過程中獲得的最大可持續(xù)功率。3.8額定能量Ratedenergycapacity充滿電的電池以額定功率進(jìn)行放電到30%SOC時，再以額定功率的30%進(jìn)行放電直至放電截止條件所放出的能量。3.9能量保持率Energyretentionrate在規(guī)定試驗條件和試驗方法下，電池的放電能量與額定能量的比值，用百分?jǐn)?shù)表示。3.10能量效率Energyefficiency在指定的恒功率充放電條件下，電池的放電能量與充電能量的比值，用百分?jǐn)?shù)表示。3.11電池系統(tǒng)額定能量效率Systemenergyefficiency電池系統(tǒng)以額定功率充放電時，放電時電池輸出到逆變裝置的能量占充電時逆變器輸入到電池的能量的百分比。5T/HNSDCHYXH003-20244、技術(shù)要求4.1工作環(huán)境電池系統(tǒng)的工作環(huán)境如下：——溫度：0℃~60℃;——海拔：≤2000m；——空氣濕度：5%~95%。4.2外觀電池系統(tǒng)按5.3檢驗時，外觀應(yīng)保持清潔，平整、無變形，無電解液析出和泄漏現(xiàn)象，且標(biāo)志清晰完好。4.3運(yùn)行模式除非另有規(guī)定，電堆應(yīng)在下列運(yùn)行模式下運(yùn)行：——恒電流充放電模式；——恒電壓充放電模式；——恒功率充放電模式。4.4額定能量電池系統(tǒng)按5.4進(jìn)行試驗，能量應(yīng)不低于制造商提出的標(biāo)稱值。4.5額定功率電池系統(tǒng)按5.5進(jìn)行試驗，功率應(yīng)不低于制造商提出的標(biāo)稱值。4.6電池系統(tǒng)額定能量效率電池系統(tǒng)按5.6進(jìn)行試驗，電池系統(tǒng)額定能量效率應(yīng)滿足以下要求：額定功率小于10kW的電池系統(tǒng)，額定能量效率應(yīng)大于50%；額定功率為10kW~100kW的電池系統(tǒng)，額定能量效率應(yīng)大于55%；額定功率大于100kW的電池系統(tǒng)，額定能量效率應(yīng)大于60%。4.7能量保持率電池系統(tǒng)按5.7試驗，電池系統(tǒng)能量保持率應(yīng)大于90%。6T/HNSDCHYXH003-20244.8低溫儲存性能電池系統(tǒng)按5.8試驗，放電能量應(yīng)不小于額定能量的90%。4.9高溫儲存性能電池系統(tǒng)按5.9試驗，放電能量應(yīng)不小于額定能量的95%。4.10過充電保護(hù)電池系統(tǒng)應(yīng)具有過充電保護(hù)措施，按5.10進(jìn)行試驗后，電池系統(tǒng)可以正常工作。4.11過放電保護(hù)電池系統(tǒng)應(yīng)具有過放電保護(hù)措施，按5.11進(jìn)行試驗后，電池系統(tǒng)可以正常工作。4.12充電特性曲線電池系統(tǒng)按5.12進(jìn)行試驗，應(yīng)提供以下參考充電特性曲線：充電能量-時間、充電能量-SOC、電池電壓-時間、特性曲線最大偏差的絕對值應(yīng)不超過5%。4.13放電特性曲線電池系統(tǒng)按5.13進(jìn)行試驗，應(yīng)提供以下參考充電特性曲線：放電能量-時間、放電能量-SOC、電池電壓-時間、特性曲線最大偏差的絕對值應(yīng)不超過5%。4.14阻燃性能電池系統(tǒng)按5.14進(jìn)行試驗后，其外殼、儲罐、管路及內(nèi)部相關(guān)重要部件應(yīng)復(fù)符合GB/T2408-2021中8.4.3HB40（水平級）和9.4V-0（垂直級）的要求。4.15絕緣電阻電池系統(tǒng)按5.15進(jìn)行試驗，絕緣電阻應(yīng)不小于1MΩ。4.16短路保護(hù)電池系統(tǒng)應(yīng)具有短路保護(hù)功能。4.17防滲漏電池系統(tǒng)按5.16進(jìn)行試驗，電池系統(tǒng)應(yīng)通過氣體滲漏測試，15min內(nèi)電池系統(tǒng)的氣體滲漏壓力降應(yīng)小于初始壓力的10%。7T/HNSDCHYXH003-2024電池系統(tǒng)應(yīng)配備防止電解液滲漏的裝置或措施，電堆支架、電池系統(tǒng)箱體外殼等應(yīng)進(jìn)行防腐蝕處5、試驗方法5.1試驗條件除非另有要求，否則試驗應(yīng)在本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的環(huán)境條件下進(jìn)行：環(huán)境溫度：25℃±5℃;電解液溫度：30℃±5℃;海拔：≤2000m；空氣濕度：5%~95%。5.2測試儀器試驗中使用的儀器和器具及其精度要求如下：充放電測試儀：用于測量電池系統(tǒng)的電壓和電流，電壓精度至少為0.1級，電流精度至少為0.1溫度計：具有適當(dāng)?shù)牧砍?，其分度值不大?℃,標(biāo)定準(zhǔn)確度不低于0.5℃;絕緣電阻測試儀：量程滿足測試要求；氣密性測試裝置：用于電池系統(tǒng)的氣體滲漏測試，包含氣體管路、球閥、壓力傳感器、氣體流量計等器件，壓力傳感器量程應(yīng)滿足測試要求。5.3外觀用目測法檢查電池系統(tǒng)的外觀，電池系統(tǒng)外觀應(yīng)符合4.2規(guī)定要求。5.4額定能量按照如下步驟，進(jìn)行電池系統(tǒng)額定能量的試驗：a)電池系統(tǒng)充電至100%SOC；b)電池系統(tǒng)以額定功率進(jìn)行放電至30%SOC；c)繼續(xù)以額定功率的30%進(jìn)行放電直至放電截止條件；d)放電過程中記錄電池系統(tǒng)的SOC；e)重復(fù)a)~d)步驟三次；f)記錄電池系統(tǒng)最后一次充放電循環(huán)的放電能量和輔助能耗；注：對于大規(guī)模電池系統(tǒng)，考慮到測試的可操作性，可以選用單元電池系統(tǒng)代替電池系統(tǒng)整體進(jìn)行測試，單元電池系統(tǒng)的額定放電時長應(yīng)不小于1小時。8T/HNSDCHYXH003-2024g)按式（1）進(jìn)行結(jié)果計算，其值應(yīng)符合4.4的要求。Ed=Esd?wsd1式中：Ed——電池系統(tǒng)的凈放電能量，單位為瓦時（W·h）；Esd——由充放電測試儀記錄的電池系統(tǒng)最后一次循環(huán)的放電能量，單位為瓦時（W·h）；Wsd——由測量儀器記錄的電池系統(tǒng)最后一次循環(huán)的輔助設(shè)備所消耗的能量，單位為瓦時（W·h）。注：對于輔助能耗由硫鐵液流電池自身供應(yīng)的電池系統(tǒng)，充放電測試儀記錄的放電能量即為電池系統(tǒng)的凈放電能量。5.5額定功率按照如下步驟，進(jìn)行電池系統(tǒng)額定功率的試驗a)電池系統(tǒng)放電至0%SOC；b)電池系統(tǒng)以恒功率進(jìn)行充電至充電截止條件；c)電池系統(tǒng)以恒功率進(jìn)行放電至放電截止條件；d)充放電時記錄電池系統(tǒng)的SOC；e)重復(fù)b)~d)步驟三次；f)記錄電池系統(tǒng)充放電過程中的恒定功率與能量效率數(shù)值；注：對于大規(guī)模電池系統(tǒng)，考慮到測試的可操作性，可以選用單元電池系統(tǒng)代替電池系統(tǒng)整體進(jìn)行測試。其數(shù)值應(yīng)大于或等于制造商規(guī)定的額定功率與額定能量效率，同時符合4.5和4.6的要求。5.6電池系統(tǒng)額定能量效率按照如下步驟，進(jìn)行電池系統(tǒng)額定能量效率試驗：a)電池系統(tǒng)充電至100%SOC；b)電池系統(tǒng)以額定功率進(jìn)行放電直至放電截止條件；c)電池系統(tǒng)以額定功率進(jìn)行充電直至充電截止條件；d)電池系統(tǒng)以額定功率進(jìn)行放電直至放電截止條件；e)充放電時記錄電池系統(tǒng)的SOC；f)重復(fù)c)~e)步驟三次；g)記錄三次充放電循環(huán)的充放電能量和輔助能耗；注：對于大規(guī)模電池系統(tǒng)，考慮到測試的可操作性，可以選用單元電池系統(tǒng)代替電池系統(tǒng)整體進(jìn)行測試。按式（2）進(jìn)行結(jié)果計算，其三次平均值應(yīng)符合4.7要求。9T/HNSDCHYXH003-2024(2式中：η——電池系統(tǒng)額定能量效率；Esd——由充放電測試儀記錄的電池系統(tǒng)的放電能量，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——由充放電測試儀記錄的電池系統(tǒng)的充電能量，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）。注：對于輔助能耗由硫鐵液流電池自身供應(yīng)的電池系統(tǒng)，充放電測試儀記錄的放電能量即為電池系統(tǒng)的凈放電能量。5.7能量保持率按照如下步驟，進(jìn)行電池系統(tǒng)能量保持率的試驗：a)電池系統(tǒng)充電至100%SOC；b)電池系統(tǒng)以額定功率進(jìn)行放電直至放電截止條件；c)電池系統(tǒng)以額定功率進(jìn)行充電直至100%SOC；；d)電池系統(tǒng)以額定功率進(jìn)行放電至30%SOC；繼續(xù)以額定功率的30%進(jìn)行放電直至放電截止條件；e)充放電時記錄電池系統(tǒng)的SOC；f)重復(fù)c)~e)步驟99次；g)記錄電池系統(tǒng)最后一次充放電循環(huán)的放電能量和輔助能耗；注：對于大規(guī)模電池系統(tǒng)，考慮到測試的可操作性，可以選用單元電池系統(tǒng)代替電池系統(tǒng)整體進(jìn)行測試。h)結(jié)果計算，其值應(yīng)符合4.7要求?！?00%3式中：R——電池系統(tǒng)能量保持率；Ed——電池系統(tǒng)凈放電能量，單位為瓦時（W·hEr——電池系統(tǒng)額定能量，單位為瓦時（W·h）。5.8低溫儲存性能按照如下步驟，進(jìn)行電池系統(tǒng)低溫儲存性能的試驗：T/HNSDCHYXH003-2024a)電池系統(tǒng)充電至100%SOC；b)電池系統(tǒng)停機(jī)，將電解液溫度降低到不高于5℃并保持12h；注：考慮到測試的可操作性，可以選用構(gòu)成電池系統(tǒng)的電堆、電解液組裝成可實(shí)現(xiàn)測試功能的小型電池系統(tǒng)代替電池系統(tǒng)整體進(jìn)行測試。c)電解液無沉淀或結(jié)晶現(xiàn)象，將電解液溫度恢復(fù)至常溫；d)電池系統(tǒng)以額定功率進(jìn)行放電直至放電截止條件；e)電池系統(tǒng)以額定功率進(jìn)行充電直至充電截止條件；f)電池系統(tǒng)以額定功率進(jìn)行放電直至放電截止條件；g)重復(fù)e)~f)步驟三次；h)記錄電池系統(tǒng)最后一次充放電循環(huán)的放電能量和輔助能耗；i)最后一次循環(huán)的凈放電能量與額定能量數(shù)據(jù)的比應(yīng)符合4.8要求。5.9高溫儲存性能按照如下步驟，進(jìn)行電池系統(tǒng)高溫儲存性能的試驗：a)電池系統(tǒng)充電至100%SOC；b)電池系統(tǒng)停機(jī)，將電解液溫度升高到不低于60℃并保持12h；注：考慮到測試的可操作性，可以選用構(gòu)成電池系統(tǒng)的電堆、電解液組裝成可實(shí)現(xiàn)測試功能的小型電池系統(tǒng)代替電池系統(tǒng)整體進(jìn)行測試。c)電解液無沉淀或結(jié)晶現(xiàn)象，將電解液溫度恢復(fù)至常溫；d)電池系統(tǒng)以額定功率進(jìn)行放電直至放電截止條件；e)電池系統(tǒng)以額定功率進(jìn)行充電直至充電截止條件；f)電池系統(tǒng)以額定功率進(jìn)行放電直至放電截止條件；g)重復(fù)e)~f)步驟三次；h)記錄電池系統(tǒng)最后一次充放電循環(huán)的放電能量和輔助能耗；i)最后一次循環(huán)的凈放電能量與額定能量數(shù)據(jù)的比應(yīng)符合4.9要求。5.10過充電保護(hù)電池系統(tǒng)以額定功率充電至充電截止條件后，繼續(xù)以恒功率進(jìn)行充電，電池系統(tǒng)應(yīng)自動斷開充電回路，并啟動過充電報警。5.11過放電保護(hù)電池系統(tǒng)以額定功率放電至放電截止條件后，繼續(xù)以恒功率進(jìn)行放電，電池系統(tǒng)應(yīng)自動斷開放電回路，并啟動過放電報警。T/HNSDCHYXH003-20245.12充電特性曲線按照如下步驟，進(jìn)行電池系統(tǒng)充電特性曲線的試驗：a)電池系統(tǒng)放電至0%SOC；b)電池系統(tǒng)以恒功率進(jìn)行充電直至充電截止條件；c)記錄電池系統(tǒng)充電過程的SOC；d)以5個不同功率值重復(fù)a)~c)步驟，并形成充電曲線。注：電池系統(tǒng)以最小的恒功率充電時應(yīng)達(dá)到100%SOC，以最大的恒功率充電時應(yīng)不大于50%SOC。注：對于大規(guī)模電池系統(tǒng)，考慮到測試的可操作性，可以選用單元電池系統(tǒng)代替電池系統(tǒng)整體進(jìn)行測試。5.13放電特性曲線按照如下步驟，進(jìn)行電池系統(tǒng)充電特性曲線的試驗：a)電池系統(tǒng)充電至100%SOC；b)電池系統(tǒng)以恒功率進(jìn)行放電直至放電截止條件；c)記錄電池系統(tǒng)放電過程的SOC；d)以5個不同功率值重復(fù)a)~c)步驟，并形成放電曲線。注：電池系統(tǒng)以最小的恒功率放電時應(yīng)達(dá)到0%SOC，以最大的恒功率放電時應(yīng)不小于50%SOC。注：對于大規(guī)模電池系統(tǒng)，考慮到測試的可操作性，可以選用單元電池系統(tǒng)代替電池系統(tǒng)整體進(jìn)行測試。5.14阻燃性能按照如下步驟，進(jìn)行電池系統(tǒng)阻燃性能的試驗：a)水平法：按GB/T2408-2021中第8章進(jìn)行，試驗后電池系統(tǒng)的外殼、儲罐、管路及內(nèi)部相關(guān)重要部件應(yīng)符合GB/T2408-2021中8.4.3HB40等級的要求；b)垂直法：按GB/T2408-2021中第9章進(jìn)行，試驗后電池系統(tǒng)的外殼、儲罐、管路及內(nèi)部相關(guān)重要部件應(yīng)符合GB/T2408-2021中9.4V-0級別的要求。5.15絕緣電阻用絕緣電阻測試儀測量電池系統(tǒng)正負(fù)極接口對地之間的絕緣電阻，測試結(jié)果應(yīng)符合4.15的要求。T/HNSDCHYXH003-20245.16防滲漏按照如下步驟，進(jìn)行電池系統(tǒng)的氣體滲漏試驗；a)將氣密性測試裝置接入電池系統(tǒng)的正極及負(fù)極進(jìn)液口（無電解液）；b)關(guān)閉電池系統(tǒng)的正極及負(fù)極出液口，使管路中壓力平衡；c)設(shè)定合適的初始壓力值，通入檢漏氣體；d)在液流電池的所有接口處、所有管路連接接頭和各個部件連接處(如電極框外側(cè))涂上滲漏檢測液；e)管路壓力到達(dá)設(shè)定的初始壓力值后，關(guān)閉閥門，停止通入檢漏氣體；f)測試時間保持15min以上，觀察壓力檢測值下降情況，檢測電堆四周檢漏氣體泄漏情況；g)檢測結(jié)果應(yīng)符合4.19的要求。注：檢漏氣體推薦為氮?dú)?。注：初始壓力值根?jù)硫鐵液流電池系統(tǒng)及材料特性具體設(shè)定，建議不小于0.5MPa。6.檢驗規(guī)則6.1檢驗分類本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的檢驗分為出廠檢驗和型式檢驗。6.2出廠檢驗6.2.1出廠檢驗要求產(chǎn)品出廠前應(yīng)進(jìn)行出廠檢驗，檢驗方式為抽檢，檢驗項目及技術(shù)要求見表1。表1.硫鐵液流電池出廠檢驗項目及試驗方法序號檢驗項目技術(shù)要求樣品數(shù)量1外觀4.2一套2額定功率4.5、4.63電池系統(tǒng)額定能量效率4.64絕緣電阻4.156.2.2判定規(guī)則出廠檢驗的結(jié)果全部符合表1中的技術(shù)要求時，則判定該產(chǎn)品合格。如果出廠檢驗的結(jié)果中有不符合表2所規(guī)定的要求時，應(yīng)將該產(chǎn)品退回相關(guān)部門返工，返工完成后進(jìn)行復(fù)檢。若復(fù)檢結(jié)果仍有一項或以上不符合技術(shù)要求，則判定該產(chǎn)品不合格。6.3型式檢驗6.3.1型式檢驗要求T/HNSDCHYXH003-2024發(fā)生下列情況之一時，應(yīng)進(jìn)行型式檢驗：——新產(chǎn)品試制或小批試生產(chǎn)；——周期檢驗，連續(xù)批量生產(chǎn)的產(chǎn)品每年應(yīng)進(jìn)行一次；——設(shè)計或工藝的變化足以引起產(chǎn)品的性能改變時；——產(chǎn)品轉(zhuǎn)廠生產(chǎn)或長期停止（超過周期檢驗期限）生產(chǎn)后又恢復(fù)生產(chǎn)；——客戶有特殊要求時；——上級質(zhì)量監(jiān)督部門有要求時。型式檢驗的樣品應(yīng)采用與正常生產(chǎn)相同的材料、設(shè)備和工藝并隨機(jī)抽取的電池系統(tǒng)，檢驗項目見表2。表2.硫鐵液流電池型式檢驗項目及試驗方法序號檢驗項目技術(shù)要求樣品數(shù)量1外觀4.2一套2額定能量4.43額定功率4.5、4.64電池系統(tǒng)額