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液流電池充放電性能測(cè)試需考慮事項(xiàng)
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任何試驗(yàn)，都需要重現(xiàn)性和穩(wěn)定性。在液流電池充放電性能測(cè)試中，需要保證測(cè)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(cè)試環(huán)境：主要是測(cè)試環(huán)境溫度、電解液溫度、電堆溫度。如果電池性能對(duì)溫度不敏感，可以直接進(jìn)行常溫環(huán)境測(cè)試；另外電解液如果需要惰性氣體保護(hù)，需要確保測(cè)試過(guò)程中一直是惰性氣體保護(hù)狀態(tài)，如果不能確保惰性氣體環(huán)境，需要給予同樣的測(cè)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(cè)的準(zhǔn)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(fù)極副反應(yīng)的發(fā)生，同時(shí)，截止條件也穩(wěn)定，更好穩(wěn)定考核，便于排除副反應(yīng)影響，同時(shí)也可以盡量減小SOC影響因素；對(duì)于液流電池SOC監(jiān)測(cè)，目前液流電池工程上主要用旁路單體或ORP監(jiān)測(cè)電位的方法，兩種方法實(shí)際原理相同，都是通過(guò)監(jiān)測(cè)電解液的電位，進(jìn)而判斷SOC。測(cè)以全釩液流電池為例進(jìn)行說(shuō)明：全釩液流電池正負(fù)極溶液為不同價(jià)態(tài)的釩離子，支持電解質(zhì)為硫酸。由于正負(fù)極溶液都是釩離子，所以不存在交叉污染問(wèn)題。正負(fù)極反應(yīng)為： 其SOC可以用電解液中各價(jià)態(tài)離子之問(wèn)的比值來(lái)表示： 以旁路單體監(jiān)測(cè)單體電壓的方式來(lái)監(jiān)測(cè)SOC，當(dāng)電池內(nèi)部化學(xué)反應(yīng)處于熱力學(xué)平衡狀態(tài)時(shí)，可近似認(rèn)地為電池的電動(dòng)勢(shì)E與電池的開路電壓相等。因此，可以通過(guò)電池開路電壓來(lái)推出釩離子濃度的比值，再根據(jù)釩離子濃度和SOC的關(guān)系， 就可以得到電池開路電位和SOC之間的關(guān)系： 這種監(jiān)測(cè)方法的弊端就是在長(zhǎng)期充放電過(guò)程中，正負(fù)極電解液價(jià)態(tài)會(huì)失恒，造成監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，當(dāng)然其他用容量積分、模糊計(jì)算等方法監(jiān)測(cè)SOC都需要進(jìn)行修正。用ORP分別監(jiān)測(cè)正負(fù)極SOC，會(huì)存在氫離子濃度始終變化，也會(huì)造成監(jiān)測(cè)不精準(zhǔn)。 3） 電解液狀態(tài)：電解液狀態(tài)主要包括正負(fù)極電解液體積、價(jià)態(tài)、流速、壓力等。在進(jìn)行電解液關(guān)鍵材料性能充放電性能測(cè)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(jià)態(tài)與SOC相關(guān)，；電解液體積要合適，可以通過(guò)簡(jiǎn)單計(jì)算，大概估算充放電時(shí)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(gè)數(shù)，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(shí)間（s），C為電解液濃度（mol/L），V為正極或負(fù)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(guān)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，可站內(nèi)聯(lián)系。 |
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 液流電池flow battery |
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