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NB／T 10460-2020 锌镍液流电池 电堆测试方法.pdf简介：

NB/T 10460-2020《锌镍液流电池电堆测试方法》是一份由中国建筑材料工业技术标准委员会发布的标准，专门针对锌镍液流电池（也称为中温锌镍电池或Zn-Ni Flow Battery）的电堆性能进行了详细的规定和测试方法的指导。锌镍液流电池是一种使用可溶性锌和镍盐作为电解液的二次电池，主要用于储能系统。

这个标准的测试方法主要包括以下几个方面：

1. 电堆结构：测试电堆的结构设计，如电极材料、电解液的配制、隔膜的性能等。

2. 功率性能：包括最大输出功率、持续工作功率、效率等，评估电堆在不同负载下的性能。

3. 电压性能：测试电堆在充放电过程中的开路电压、端电压变化，以及充放电深度对电压的影响。

4. 循环寿命：通过多次充放电循环来评估电堆的耐久性。

5. 安全性能：测试电堆的过充、过放、短路等异常情况下的安全保护性能。

6. 稳定性：包括温度稳定性、电压稳定性等。

7. 泄漏测试：检查电解液的密封性能，防止电解液泄露对环境和电池性能的影响。

这套测试方法为锌镍液流电池的研发、生产、检验和应用提供了统一的准则，确保了产品的质量和性能。

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锌镍液流电池电堆测试方法

GB/T29840一2013、GB/T36276一2018界定的以及下列术语和定义适用于本文件。为了便于使用， 以下列出了GB/T29840—2013和GB/T36276—2018中的一些术语和定义。 3.1 电堆stack 由一个或多个单电池组成的具有统一电流输出的组合体。 3.2 理论能量theoreticalenergy 根据电解液浓度和体积计算得到的电池充满电后所能提供的全部放电能量

试验环境应符合要求：除非另有规定，试验应在温度为25℃士2℃，相对湿度不大于90% 高于2000m的环境中进行。

试验装置应符合下列要求： 充放电装置：电压、电流、功率的准确度0.1%（满量程）； 环境模拟装置：温度误差为土1℃，湿度误差为士3%，温度波动度不大于2℃，湿度 大于5%：

式验装置应符合下列要求： 充放电装置：电压、电流、功率的准确度0.1%（满量程）； 环境模拟装置：温度误差为土1℃YD∕T 5239-2018 模块化组合式机房设计规范.pdf，湿度误差为士3%，温度波动度不大于2℃，湿度波动度 大于5%：

时间测量装置：误差为士0.1s; 尺寸测量装置：误差为士1mm： 质量测量装置：准确度0.1%（满量程），样品测量误差为土0.5%； 绝缘电阻测试仪：量程0.01MQ~10GQ； 流量计：误差为满量程的土1%； 其他实验室常用仪器。

电堆的外观检测按照下列步骤进行： a）在良好的光线下，用目测法检测电堆的外观； b）检查电堆外表是否清洁、平整，是否有变形、毛刺等； c）记录检测结果。

电堆的极性检测按照下列步骤进行： ）用电压表检测电堆的极性； b）记录检测结果。

6.3外形尺寸和质量测量

电堆的外形尺寸和质量测量按照下列步骤进行： a）用量具和衡器测量电池的外形尺寸及质量； b）记录检测结果，

NB/T104602020

电堆渗漏测试按照下列步骤进行： a）将未充电解液的电堆与减压阀、压力传感器、球阀和气体流量计等器件连接形成完整通路； b）1 使电堆出液口处于封闭状态； c） 在电堆的所有接口处、所有管路连接接头和各个部件连接处（如电极框外侧）涂上渗漏检测液 d) 在一定的外加压力下，将检漏气体由电堆进液口通入电堆； e） 观察电堆是否有冒泡、漏液等渗漏现象； f）记录上述测试过程的检测结果。 注1：渗漏检测液推荐为肥皂水。 注2：检漏气体推荐为氮气。 注3：初始压力根据电堆及材料特性具体设定。

6.5电堆额定充电功率测试

按照如下步骤，进行电堆的额定充电功率试验： a）电堆在试验环境下搁置5h； b）电堆以额定放电功率标称值恒功率放电至电池的放电终止电压，静置30min； c）电堆以额定充电功率标称值恒功率充电至电池的充电终止电压，静置30min； d）电堆以额定放电功率标称值恒功率放电至电池的放电终止电压：

e）电堆以恒功率进行充电直至充电终止电压； f）重复步骤d）～步骤e）3次； g）记录电堆在充电过程中的最大连续功率，记为测得的额定充电功率。

6.6电堆额定放电功率测试

按照如下步骤，进行电堆的额定放电功率试验： a）电堆在试验环境下搁置5h； b）电堆以额定充电功率标称值恒功率充电至电池的充电终止电压，静置30min： c）电堆以额定放电功率标称值恒功率放电至电池的放电终止电压，静置30min； d）电堆以额定充电功率标称值恒功率充电至电池的充电终止电压； e）电堆以恒功率进行放电直至放电终止电压； 重复步骤d）～步骤e）3次； 记录电堆在放电过程中的最大连续功率，记为测得的额定放电功率

6.7电堆额定放电能量测试

6.8.1库仑效率试验

按照如下步骤进行电堆的库仑效率测试： a）电堆在试验环境下搁置5h。 b） 电堆以额定充电功率标称值恒功率充电至电池的充电终止电压，静置30min。 c） 电堆以额定放电功率标称值恒功率放电至电池的放电终止电压，静置30min。 电堆以恒功率进行充电直至充电终止电压。 e) 电堆以恒功率进行放电直至放电终止电压。 f) 重复步骤d）步骤e）3次。 g） 记录3次充放电循环中的放电安时容量。 h) 按公式（2）计算电堆的库仑效率，

注：重复步骤d）～步骤e）时应保证电堆的工作状态和环境状态相同

NB/T10460=2020

式干 A 一电堆连续3个有效循环的放电平均安时容量，单位为安时（A·h）： A。一一电堆连续3个有效循环的充电平均安时容量，单位为安时（A·h） 取电堆连续3个有效循环的库仑效率，计算出平均值作为试验结果。

6.8.2电压效率试验

6.8.3能量效率试验

Ea×100% F E

6.8.4电解液利用率试验

按照如下步骤进行电堆电解液利用率的测试： a）电堆在试验环境下搁置5h。 b）电堆以额定充电功率标称值恒功率充电至电池的充电终止电压，静置30min。 c）电堆以额定放电功率标称值恒功率放电至电池的放电终止电压，静置30min。 d）电堆以恒功率进行充电直至充电终止电压。 e）电堆以恒功率进行放电直至放电终止电压。 f）重复步骤d）～步骤e）3次。 g）记录3次充放电循环中的放电功率和放电时间。 h）按公式（5）和公式（6）计算电堆的电解液利用率。 注：重复步骤d）～步骤e）时应保证电堆的工作状态和环境状态相同。

6.8.5正极活性物质利用率试验

按照如下步骤进行正极活性物质利用率的测试： a）电堆在试验环境下搁置5h。 b) 电堆以额定充电功率标称值恒功率充电至电池的充电终止电压，静置30min。 c) 电堆以额定放电功率标称值恒功率放电至电池的放电终止电压，静置30min。 d) 电堆以恒功率进行充电直至充电终止电压。 e) 电堆以恒功率进行放电直至放电终止电压。 f) 重复步骤d）～步骤e）3次。

Pta×100% Er V,Ar A.=cVnF/3600 .6

Pata×100% Er V,Ar A=cVnF/3600

放电动率和放电的 h）按公式（7）和公式（8）计算正极活性物质利用率。 注：重复步骤d）～步骤e）时应保证电堆的工作状态和环境状态相同

NB/T104602020

按照如下步骤测量电堆的电压均匀性： a）电堆在试验环境下搁置5h。 b) 电堆以额定充电功率标称值恒功率充电至电池的充电终止电压，静置30min。 c） 电堆以额定放电功率标称值恒功率放电至电池的放电终止电压，静置30min。 d)E 电堆以恒功率进行充电直至充电终止电压，并在充电末期记录电堆各个单电池电压U。i。 电堆以恒功率进行放电直至放电终止电压，并在放电末期记录电堆各个单电池的电压Uas° f 计算组成电堆的所有单电池在充电末期的平均电压U。和放电末期的平均电压U。。 g） 电压均匀性用电压极差、电压标准偏差和电压离散系数表示。 h) 按公式（9）和公式（12）计算充电过程和放电过程的电压极差。 D 按公式（10）和公式（13）计算充电过程和放电过程的电压标准偏差。 D 按公式（11）和公式（14）计算充电过程和放电过程的电压离散系数。 充由末期由堆的电压极差

充电末期电堆的电压标准偏差：

充电末期电堆的电压离散系数：

NB/T104602020

放电末期电堆的电压极差

放电末期电堆的电压离散系数：

Ye 充电末期电堆的电压极差，单位为伏（V)； 充电末期电堆中最大单电池电压，单位为伏（V)； Uenin 充电末期电堆中最小单电池电压，单位为伏（V)： a. 充电末期电堆的电压标准偏差，单位为伏（V) m 电堆单电池个数： C 充电末期电堆中第i个（=1，2，"，m）单电池的电压，单位为伏（V)； U. 充电末期电堆所有单电池的平均电压，单位为伏（V)； 8 充电末期电堆的电压离散系数，单位为百分比（%）； Ya 放电末期电堆的电压极差，单位为伏（V)； Uamax 放电末期电堆中最大单电池电压，单位为伏（V)； Udmin 放电未期电堆中最小单电池电压，单位为伏（V) Od 放电末期电堆的电压标准偏差，单位为伏（V)； Uai 放电末期电堆中第i个（=1，2，，m）单电池的电压，单位为伏（V)； U. 放电末期电堆所有单电池的平均电压，单位为伏（V)； 8 放电末期电堆的电压离散系数，单位为百分比（%）。 取3个有效样品为一组，计算出平均值作为试验结果。

按照如下步骤GB∕T 15513-1995太阳热水器吸热体、连接管及其配件所用弹性材料的评价方法，进行电堆高温存储性能测试： a）将电堆放置在温度为45℃的高低温恒温箱中，保持12h； b）将电堆移出高低温恒温箱，恢复至室温； c）待电堆恢复至室温后，按本文件6.4检查电堆内电解液渗漏情况； d) 将电堆连接至电堆系统，在设定的操作条件下，开启电解液输送泵及充放电测试仪； 按本文件6.8进行电堆充放电性能测试； 记录步骤c）、步骤e）测试的电堆渗透情况，以及电堆的库仑效率、电压效率、能量效率、电 解液利用率、正极活性物质利用率。

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c）待电堆恢复至室温后，按本文件6.4检查电堆电解液渗漏； d）将电堆连接至电堆系统，在设定的操作条件下，开启电解液输送泵及充放电测试仪 e）# 按本文件6.8进行电堆充放电性能测试； 记录步骤c)、步骤e）测试的电堆渗透情况，以及电堆的库仑效率、电压效率、能量效率、电 解液利用率、正极活性物质利用率。

6.12高温充放电性能

6.13低温充放电性能

6.14.1充电过载能力证

按照如下步骤进行电堆充电过载能力试验： a) 电堆在试验环境下搁置5h； 电堆以额定放电功率标称值恒功率放电直至放电终止电压，静置30min； 电堆以额定充电功率标称值恒功率充电直至充电终止电压，静置30min； 电堆以额定放电功率标称值恒功率放电直至放电终止电压； e) 电堆以不低于1.1倍额定充电功率标称值恒功率充电JGJ∕T 471-2019 钢管约束混凝土结构技术标准，充电时间不少于10min： 按本文件6.8进行电堆充放电性能测试； g) 重复步骤d）～步骤f）3次； h) 记录步骤e）测试充电功率、充电时间，以及步骤g）测试电堆库仑效率、电压效率、能量效率、 电解液利用率、正极活性物质利用率

6.14.2放电过载能力试验