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[交流] 液流電池充放電性能測試需考慮事項

任何試驗，都需要重現性和穩(wěn)定性。在液流電池充放電性能測試中，需要保證測試環(huán)境的穩(wěn)定、充放電截止一致、電解液狀態(tài)一致、
1）測試環(huán)境：主要是測試環(huán)境溫度、電解液溫度、電堆溫度。如果電池性能對溫度不敏感，可以直接進行常溫環(huán)境測試；另外電解液如果需要惰性氣體保護，需要確保測試過程中一直是惰性氣體保護狀態(tài)，如果不能確保惰性氣體環(huán)境，需要給予同樣的測試環(huán)境。
2）充放電截止條件：如果以SOC作為充放電截止條件，需要保證SOC監(jiān)測的準確和穩(wěn)定性，一般建議以電壓作為充放電截止條件，這樣可以保證正負極副反應的發(fā)生，同時，截止條件也穩(wěn)定，更好穩(wěn)定考核，便于排除副反應影響，同時也可以盡量減小SOC影響因素；對于液流電池SOC監(jiān)測，目前液流電池工程上主要用旁路單體或ORP監(jiān)測電位的方法，兩種方法實際原理相同，都是通過監(jiān)測電解液的電位，進而判斷SOC。測以全釩液流電池為例進行說明：全釩液流電池正負極溶液為不同價態(tài)的釩離子，支持電解質為硫酸。由于正負極溶液都是釩離子，所以不存在交叉污染問題。正負極反應為：

其SOC可以用電解液中各價態(tài)離子之問的比值來表示：

以旁路單體監(jiān)測單體電壓的方式來監(jiān)測SOC，當電池內部化學反應處于熱力學平衡狀態(tài)時，可近似認地為電池的電動勢E與電池的開路電壓相等。因此，可以通過電池開路電壓來推出釩離子濃度的比值，再根據釩離子濃度和SOC的關系，就可以得到電池開路電位和SOC之間的關系：

這種監(jiān)測方法的弊端就是在長期充放電過程中，正負極電解液價態(tài)會失恒，造成監(jiān)測數據不準確，當然其他用容量積分、模糊計算等方法監(jiān)測SOC都需要進行修正。用ORP分別監(jiān)測正負極SOC，會存在氫離子濃度始終變化，也會造成監(jiān)測不精準。
3）電解液狀態(tài)：電解液狀態(tài)主要包括正負極電解液體積、價態(tài)、流速、壓力等。在進行電解液關鍵材料性能充放電性能測試前，需要把電堆的最優(yōu)性能條件確定，如電解液流速、壓力。電解液價態(tài)與SOC相關，；電解液體積要合適，可以通過簡單計算，大概估算充放電時間，以全釩液流電池為例：
n*1.25*i*S*t=96500*C*V*60%
其中n為單體個數，i為充放電電流密度（A/cm2），S為電池有效面積（cm2），t為放電時間（s），C為電解液濃度（mol/L），V為正極或負極電解液體積(L)。

如需要液流電池單體、電堆、電解液、雙極板、隔膜等相關測試標準，可站內聯(lián)系。

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液流電池flow battery

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1樓 2022-04-21 14:28:52

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