T/CSHB

河北省版權協(xié)會團體標準

全釩液流電池碳塑復合雙極板技術規(guī)范

Technicalspecificationforcarbon-plasticcompositebipolarplateofvanadiumflowbattery.

河北省版權協(xié)會發(fā)布

I

全釩液流電池碳塑復合雙極板技術規(guī)范

1.范圍

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)。

2

3.2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0.5

MPa~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

3

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

5.2.11。

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%。

4

4.10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1?

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

恒溫槽控溫精度≤0.5℃

釩離子擴散系數(shù)

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0.1mg

尺寸偏差鋼板尺1mm

5

透氣率氣相色譜儀0.1ppm

5.2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/T

-l+-l

42080-2023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·LVO2+3mol·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

-l+-l

質為1.5mol·LVO2+3mol·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。

EW

sdsd100%(1)

EscWsc

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)。

6

5.2.12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。

E

Rd100%(2)

Er

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(3)

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

7

放電安時容量：