路径: 主页 > NB/T > 第8页 > NB/T 42082-2016 | 标准编号 | NB/T 42082-2016 (NB/T42082-2016) | | 中文名称 | 全钒液流电池 电极测试方法 | | 英文名称 | Vanadium flow battery-test method for electrode | | 行业 | 能源行业标准 (推荐) | | 中标分类 | K82 | | 国际标准分类 | 27.070 | | 字数估计 | 17,189 | | 发布日期 | 2016-08-16 | | 实施日期 | 2016-12-01 | | 标准依据 | 国家能源局公告2016年第6号;行业标准备案公告2016年第10号(总第202号) | | 发布机构 | 国家能源局 | NB/T 42082-2016: 全钒液流电池 电极测试方法
NB/T 42082-2016 英文名称: Vanadium flow battery-test method for electrode
中 华 人 民 共 和 国
能 源 行 业 标 准
全钒液流电池 电极测试方法
1 范围
本标准规定了全钒液流电池用电极的通用要求和测试方法，主要包括厚度均匀性测试、电阻率测
试、机械性能测试、电化学活性测试、表观密度测试、面密度测试、流动阻力测试。
本标准适用于全钒液流电池电极的测试方法。
2 规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。
3 术语、定义和符号
4 通用要求
试验环境条件：
--温度：25℃±5℃；
--空气湿度：5%～95%。
对环境条件有特殊要求的测试，试验环境条件由供需双方协商确定。
5 试验准备
5.1 样品准备
样品准备工作如下：
--样品从同一批次或不同批次中随机抽取；
--样品应平整、无破损；
--将样品置于丙酮中浸泡至少 1h，再将其置于烘箱中于 120℃干燥 2h以上，备用。
5.2 测试仪器和器具
本标准中使用的仪器和器具及其精度要求如下：
--测厚仪：用于测量样品的厚度，精度不低于 10μm；
--卡尺：用于测试样品的长度和宽度，精度不低于 0.1mm；
--电子天平：用于测试样品的质量，精度不低于 0.1mg；
--低电阻测试仪：用于测试样品的垂直方向电阻，精度不低于 0.01mΩ；
--机械性能试验机：用于测试样品的机械强度，精度为其满量程±0.5%；
--电化学测试仪：用于测试样品的活性，电流的精度不低于 1mA、电压精度不低于 1mV；
--精密压力控制器：压力精度为其满量程的±2%；
--不锈钢夹具；
--平板成型机；
--电化学测试池。
6 厚度均匀性测试
6.1 样品制备
样品尺寸为 100cm2（10cm×10cm），样品数量不少于 3 个（保证得到 3 个有效值），样品形状和尺
寸也可由供需双方协商确定。
6.2 测试方法
按照以下步骤进行电极厚度的测试：
a） 每次测量前应校准测厚仪的零点，且在每个样品测量后应重新检查其零点；
b） 将测厚仪的测量头平缓放下，避免造成样品变形和破损，进行测试；
c） 测厚仪的测量头与样品之间保持一定的压强，记录样品厚度值；
注：推荐压强为 1.8×10-4Pa。测试压强也可参考 ISO 5084、GB/T 3820标准，或者由供需双方共同协商确定。
d） 每个样品的测试点应不少于 9个，测试点应均匀分布，如图 1所示。
图 1 厚度测试取点位置示意
6.3 数据处理
样品的厚度均匀性用厚度标准偏差和厚度离散系数表示。
6.3.1 平均厚度按式（1）计算。
7 电阻率测试
7.1 样品制备
样品尺寸应不大于测量电极尺寸，推荐样品为圆形，直径为 50mm。样品数量不少于 3个（保证得到 3个有效值）。
7.2 测试方法
按照以下步骤测量样品的电阻率：
a） 依据第 6章方法测量样品的平均厚度 d。
b） 将样品装在图 2所示测试装置中的两个测量电极之间,测量电极为金电极或镀金的铜电极。
图 2 样品厚度方向电阻测试示意图
c） 逐渐增加施加的压强，每增加 0.1MPa，用低电阻测试仪测量电极之间的电阻值。不同压强下
的电阻值记录为 mR 。
注 1：推荐测量压强范围为 0.05MPa～1.0MPa。
注 2：样品放置在两个测量电极之间，在测量电极两侧施加一定的压强，通过记录不同压强下的电流和电压值，得
到不同施加压强下的电阻值。
d） 当前测得的电阻值与前一电阻测量值的变化率不大于 5%时，认为达到电阻的最小值，停止测试。
7.3 数据处理
按公式（4）计算不同压强下样品厚度方向的电阻率。
8 机械性能测试
8.1 样品制备
样品应不大于机械性能试验机的平板夹具截面尺寸，推荐样品为圆形，直径为 50mm，样品数量不
少于 3个（保证得到 3个有效值）。
8.2 压缩率测试
8.2.1 依据第 6章方法测量样品在压强接近零时的初始平均厚度 0d 。
8.2.2 将样品装在两块光滑的平板夹具之间，固定下夹板位置，将压强接近零状态时的上夹板对应位
置处标定为位移原点，位移移动的正方向标定为竖直向下。
8.2.3 测试过程中，在两块夹具的外侧施加压强，每增加 0.01MPa，记录一个上夹具向下移动对应的
位移值 lp，直至测得的位移值与前一压强测得的位移值的变化率小于等于 5%时，则认为达到最小值，停止测试。
注：推荐测量压强范围小于 1.0MPa。
8.3 数据处理
按公式（5）计算不同压强下样品的压缩率。
9 电化学活性测试
9.1 样品制备
9.1.1 样品尺寸（有效面积）为 1cm2（1cm×1cm），样品数量不少于 3 个（保证得到 3 个有效值），样
品形状和尺寸也可由供需双方协商确定。
9.1.2 将样品放置在两片相同大小的中空边框内，边框中空部分的尺寸为 1cm×1cm，样品与镀金铜片
连接，制成边缘不漏气的测试电极。
9.2 测试方法
9.2.1 正极活性测试过程
9.2.1.1 以测试电极为工作电极，以饱和甘汞电极（SCE）为参比电极，以铂片或铂丝为辅助电极对样
品组装的电池进行测试。
9.2.1.2 利用电化学测试仪，对样品进行循环伏安曲线扫描。其中电解液为含有 0.05mol/L VO2+，
0.05mol/L VO2+和 3mol/L H2SO4的溶液。扫描速率为 20mV/s，扫描范围为 0.2V～1.6V（相对于饱和甘汞电极电压值）。
注：推荐电解液的量不少于 100mL。
9.2.2 负极活性测试过程
9.2.2.1 以测试电极为工作电极，以饱和甘汞电极（SCE）为参比电极，以铂片或铂丝为辅助电极对样
品组装的电池进行测试。
9.2.2.2 利用电化学测试仪，对样品进行循环伏安曲线扫描。其中电解液为含有 0.05mol/L V2+，
0.05mol/L V3+和 3mol/L H2SO4的溶液。扫描速率为 20mV/s，扫描范围为-1.0V～0.2V（相对于饱和甘汞电极电压值）。
注 1：测试过程需在惰性气氛的保护下进行。
注 2：推荐电解液的量不少于 100mL。
9.3 数据处理
9.3.1 氧化还原电对的双峰电极电势差按公式（6）计算。
9.3.2 氧化还原峰值
电极的活性也可由氧化还原电对的氧化峰高度 opi 、还原峰高度 rpi 及双峰高度比 θ来判断。
10 表观密度测试
10.1 样品制备
样品尺寸为 100cm2（10cm×10cm），样品数量不少于 3 个（保证得到 3 个有效值），样品形状和尺
寸也可由供需双方协商确定。
10.2 测试方法
用电子天平称量样品的质量，记为 m。用测厚仪测量样品厚度方向的尺寸，用卡尺测量样品在横
向和纵向方向的尺寸，计算出电极的表观体积 0V 。
10.3 数据处理
电极的表观密度按公式（8）计算。
11 面密度测试
11.1 样品制备
样品尺寸为 100cm2（10cm×10cm），样品数量不少于 3 个......
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