NB/T 42007—2013 全釩液流電池用雙極闆 測試方法

NB/T 42007—2013 全釩液流電池用雙極闆 測試方法 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

國傢能源局 編
圖書標籤:
  • 全釩液流電池
  • 雙極闆
  • 測試方法
  • NB/T 42007-2013
  • 儲能
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  • 材料測試
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齣版社: 中國電力齣版社
ISBN:1551231664
版次:1
商品編碼:11854801
包裝:平裝
開本:大16開
齣版時間:2013-11-01
用紙:膠版紙
頁數:12
字數:22000
正文語種:中文

具體描述

內容簡介

  本標準規定瞭全釩液流電池用雙極闆的通用要求和測試方法,主要包括厚度均勻性測試、翹麯度測試、腐蝕電流密度測試、電阻率測試、透氣率測試、彎麯強度測試、拉伸強度和抗壓強度測試。 本標準適用於所有的全釩液流電池用雙極闆材料。

作者簡介

本標準主要起草單位:中國科學院大連化學物理研究所、大連融科儲能技術發展有限公司、機械工業北京電工技術經濟研究所。 本標準參加起草單位:北京普能世紀科技有限公司、中國電器工業協會、中國科學院金屬研究所、清華大學、承德萬利通實業集團有限公司、中國電力科學研究院、國網電力科學研究院等。 本標準主要起草人:劉宗浩、張華民、王曉麗、陳晨、李穎、田超賀。

前言/序言


儲能技術前沿探索:高能量密度固態電池的材料、結構與性能優化 圖書簡介 本書聚焦於當前全球能源轉型浪潮中,被寄予厚望的新一代儲能技術——高能量密度固態電池(Solid-State Batteries, SSBs)。本書旨在提供一個全麵、深入且技術導嚮的知識體係,涵蓋瞭固態電池從基礎理論、關鍵材料體係選擇、結構設計、製造工藝到性能評估的完整鏈條。它不僅麵嚮電池研發工程師、材料科學傢和高校師生,也適用於關注新能源技術前沿的高級技術管理人員。 --- 第一部分:固態電池的理論基礎與驅動力 本部分首先確立瞭固態電池相對於傳統鋰離子電池(Liquid Electrolyte Lithium-ion Batteries, LIBs)的根本性優勢和挑戰。 1. 固態電池的物理化學基礎 詳細闡述瞭離子傳輸機製的差異。傳統液態電解質中,離子傳輸依賴溶劑化和溶劑殼層的重構;而在固態電解質中,離子通過晶格缺陷(如間隙位、空位)或晶界進行“跳躍”式傳輸。本書深入分析瞭影響固態電解質離子電導率的關鍵因素,包括晶格結構對稱性、缺陷濃度、晶粒尺寸、以及電化學窗口的穩定性。 2. 固態電池的安全性與能量密度瓶頸 固態電池的核心優勢在於徹底消除瞭易燃有機電解液,極大地提升瞭熱穩定性。本書詳細分析瞭熱失控的潛在誘因,特彆是界麵阻抗和鋰枝晶的穿透效應。同時,探討瞭如何通過提高電極材料的質量比容量(如采用高鎳正極或鋰金屬負極),結閤固態電解質的高體積能量密度,實現整體能量密度的突破。 --- 第二部分:關鍵固態電解質材料體係的深度剖析 固態電解質是決定固態電池性能的“心髒”。本書按照化學結構,係統性地梳理瞭當前主流的三大類固態電解質材料及其工程應用中的優缺點。 1. 氧化物固態電解質:高穩定性與界麵挑戰 重點介紹基於石榴石型(如LLZO)、鈣鈦礦型(如LATP)和NASICON型的氧化物電解質。 LLZO(Li7La3Zr2O12):深入分析瞭其優異的化學穩定性、對空氣和水分的耐受性,以及通過元素摻雜(如Al、Ta)調控陽離子取代和空位濃度對離子電導率的優化策略。著重討論瞭其在高溫下的燒結工藝和緻密化技術。 界麵問題處理:詳細剖析瞭氧化物電解質與電極之間界麵處形成的高阻抗層(Interfacial Layer)的化學反應機理,包括Li金屬負極界麵上的Li-O-Zr反應和正極界麵上的氧化還原穩定性研究。 2. 硫化物固態電解質:極緻的離子導電性 硫化物體係,特彆是基於Argyrodites(如Li6PS5Cl)和Thio-LISICON結構的材料,以其媲美液態電解質的離子電導率成為研究熱點。 閤成與製備:詳細介紹瞭固態反應法、溶劑熱法等製備高純度硫化物粉體的技術路徑。 化學兼容性:深入探討瞭硫化物對濕氣的極度敏感性,以及在電化學循環中與鋰金屬反應生成的阻抗膜(如Li2S、Li3P等)的形成與演變過程,並提供瞭錶麵改性(如ALD薄層保護)的解決方案。 3. 聚閤物固態電解質:柔韌性與低溫性能 聚焦於聚氧化乙烯(PEO)基固態電解質,探討瞭其在室溫下離子遷移數低、電導率不佳的問題。 復閤與改性:介紹如何通過引入無機納米填料(如Li6PS5Cl、LLZO顆粒)構建復閤聚閤物電解質(Composite Polymer Electrolytes, CPEs),以提高其機械強度和離子電導率。 離子液體輔助:分析瞭將離子液體摻入聚閤物基體中,以期在保持柔性的同時,拓寬其工作溫度範圍。 --- 第三部分:電極結構設計與界麵工程 固態電池的性能不僅僅依賴於電解質,電極與電解質的有效接觸(Triple Phase Boundary, TPB)和界麵穩定性至關重要。 1. 鋰金屬負極的界麵控製 鋰金屬是實現超高能量密度的必然選擇。本書詳盡分析瞭在固態電解質中鋰枝晶生長的機理(應力驅動、界麵缺陷驅動),並提齣三種主流的抑製策略: 機械保護策略:使用高楊氏模量電解質(如陶瓷)提供物理屏障。 化學鈍化策略:開發具有選擇性離子傳輸通道的緩衝層,如梯度電解質或塗覆穩定的固體電解質界麵(SEI)類似層。 結構限製策略:采用多孔或三維網絡結構來引導鋰沉積。 2. 固態電池中的正極集成技術 針對高容量正極材料(如富鋰錳基、NMC811等)在固態體係中的體積變化和接觸喪失問題,本書探討瞭: 體相電極設計(Bulk Electrodes):如何構建高導電性、高孔隙率的固態電極漿料,確保活性物質、固態電解質和電子導電劑之間的均勻浸潤。 壓力與堆疊管理:闡述瞭在電池組裝過程中施加外部壓力對維持界麵接觸的必要性及優化方法。 --- 第四部分:製造工藝與電池封裝 本書超越瞭實驗室級彆的材料閤成,深入到工業化生産中的關鍵環節。 1. 固態電解質的成型技術 對比瞭熱壓燒結法(Hot Press Sintering)、冷壓熱處理法(Cold Pressing followed by Annealing)在製備緻密陶瓷膜中的應用,重點討論瞭如何通過優化溫度和壓力麯綫,控製晶粒生長,減少內部缺陷。 2. 柔性與半固態電池的流延技術 針對聚閤物和復閤電解質,詳細介紹瞭流延(Doctor Blading)、擠齣(Extrusion)等薄膜製備工藝,以及如何通過溶劑殘留控製和後處理過程優化薄膜的機械性能和離子導電性。 3. 電池組裝與封裝 強調瞭固態電池對封裝氣密性的極端要求,特彆是對水分和氧氣的隔絕。討論瞭全封裝(All-Solid-State Packaging)技術,如激光焊接、樹脂灌封的改進,以確保電池在整個生命周期內維持其高界麵接觸。 --- 第五部分:性能評估與未來展望 本部分提供瞭先進的錶徵手段和對未來技術路綫的預測。 1. 界麵阻抗的電化學錶徵 除瞭傳統的循環伏安法(CV)和電化學阻抗譜(EIS),本書詳細介紹瞭恒電流間歇微擾法(GITT)、交流電壓瞬態響應技術等,用於精確分離和量化固-固界麵阻抗、固-固電解質電阻和極化電阻。 2. 原位與非原位錶徵 介紹瞭利用同步輻射X射綫衍射(XRD)、拉曼光譜、掃描透射電子顯微鏡(STEM)結閤能量色散X射綫譜(EDS)對工作狀態下的固態電池截麵進行分析的技術,以揭示鋰枝晶的實際生長形貌和界麵化學反應的演變。 3. 技術路綫的經濟性與可持續性 最後,本書展望瞭固態電池從實驗室走嚮市場的關鍵障礙,包括:稀有元素(如鑭、鋯)的供應穩定性、復雜陶瓷粉體的低成本製備、以及全生命周期內的迴收潛力。為實現固態電池的商業化鋪平道路,本書提齣瞭下一代材料(如鋰硫、鋰空氣的固態化嘗試)的研究方嚮。 --- 本書特色: 深度技術聚焦:摒棄對基礎LIB的重復介紹,將筆墨全部集中於固態電池特有的物理化學難題。 材料體係覆蓋全麵:係統對比瞭氧化物、硫化物、聚閤物三大主流體係的優缺點和工程化瓶頸。 強調界麵工程:將固-固界麵視為核心研究對象,提供瞭多維度的解決方案探討。 麵嚮實際應用:內容貫穿材料設計、工藝製備到性能測試的全流程,具有極強的工程實踐指導價值。

用戶評價

評分

對於我這樣一個剛踏入儲能領域不久的研究生來說,這本書的價值在於提供瞭一個完整的知識體係框架。它不像教科書那樣冗長,也不像純粹的學術論文那樣碎片化,它巧妙地將基礎理論、行業共識和前沿實踐整閤在瞭一起。在閱讀過程中,我發現書中引用的許多參考文獻和方法論都非常權威,這讓我在撰寫畢業論文時有瞭可靠的理論依據和實驗參考。尤其是對雙極闆錶麵處理工藝(如塗層、刻蝕)對測試結果影響的敏感性分析部分,讓我對材料製備和性能測試之間緊密耦閤的關係有瞭前所未有的認識。它教會我的不隻是如何操作一颱電化學工作站,更重要的是如何像一個資深的工程師那樣,去設計一套能夠經受住時間考驗、並能有效揭示産品真實性能的測試方案。

評分

這本書的齣現,標誌著我國在液流電池關鍵部件標準化方麵邁齣瞭堅實的一步,其重要性怎麼強調都不過分。作為一名長期關注新能源産業標準化的學者,我深切體會到,缺乏統一的測試規範,就如同在沒有尺度的沙灘上蓋樓,各傢企業的産品性能描述往往難以橫嚮比較,甚至存在誤導消費者的風險。這本書正是填補瞭這一空白。它不僅僅是羅列瞭一堆測試步驟,更重要的是,它背後的邏輯是建立在對電化學反應機理的深刻理解之上的。例如,書中對於不同電解液濃度、不同電流密度區間內,雙極闆錶麵氧化還原層厚度的無損檢測方法進行瞭詳盡的探討,這種對“為什麼這麼測”的解釋,遠比“怎麼測”更有價值。對於政策製定者和標準製定機構來說,這本書無疑是製定國傢層麵或行業推薦性標準的絕佳技術支撐文件,它使得“性能卓越”不再是一個模糊的形容詞,而是可以通過一係列可驗證的數字來證明的事實。

評分

說實話,初次拿到這本書時,我有點擔心內容會過於偏嚮理論推導,畢竟涉及到電化學的復雜界麵問題。然而,驚喜地發現,作者非常注重工程實用性和可操作性。這本書的敘事節奏把握得非常好,從宏觀的試驗設計原則過渡到微觀的錶麵形貌分析,邏輯鏈條清晰流暢。特彆是其中關於測試環境的溫濕度控製、流場均勻性驗證的章節,寫得極其細緻,讓人聯想到航天級的測試要求。這對於我們這些需要在實驗室環境中模擬大規模儲能電站運行條件的工程師來說,簡直是救命稻草。我特彆欣賞它對“失效模式”的分類討論,它沒有簡單地將所有性能下降歸咎於“老化”,而是區分瞭機械疲勞、化學腐蝕和電化學鈍化這幾種不同的退化路徑,並為每種路徑推薦瞭專門的診斷工具和指標。這種細緻入微的分析,極大地提升瞭問題診斷的效率和準確性。

評分

這本書在技術深度和廣度上的平衡處理堪稱典範。它不僅僅關注全釩液流電池這個特定的應用,其背後的測試哲學——如何在高電流密度下評估多孔電極的長期穩定性,如何量化界麵阻抗的動態變化——對於其他類型的氧化還原液流電池(如鋅溴電池、鐵鉻電池)同樣具有極強的藉鑒意義。我注意到書中對測試設備校準和數據不確定度分析的篇幅篇幅不小,這顯示齣編寫團隊對科學嚴謹性的高度重視。在當前的産業快速發展期,很多企業急於求成,往往在測試驗證環節草草瞭事,導緻後期産品可靠性齣現問題。這本書的齣現,無疑是對這種浮躁心態的有力糾正,它倡導一種“慢工齣細活”的工匠精神,用最可靠的實驗數據,為新能源的未來發展鋪設堅實的基礎。

評分

這本書的內容簡直是為那些深陷於前沿能源技術研究的工程師們量身定製的寶典,尤其是對於那些正在努力攻剋全釩液流電池係統穩定性和壽命瓶頸的研發人員來說,簡直是雪中送炭。我最近在負責一個大型儲能項目的電堆設計優化,過程中遇到的一個核心痛點就是如何準確、可重復地評估不同雙極闆材料在實際運行環境下的性能衰減速率。市麵上現有的標準大多停留在材料的靜態性能測試,而這本書顯然深入到瞭動態工況下對雙極闆的關鍵指標——如極化電阻、質量損失、以及最關鍵的腐蝕行為進行係統的量化描述。它的敘述風格非常嚴謹,充滿瞭對實驗細節的執著,從前處理的精細度到不同老化機製的區分,都體現瞭編寫者在行業內多年的深厚積纍。閱讀過程中,我發現它提供瞭一套極具操作性的流程框架,能夠指導我們的實驗室團隊建立一套高標準、高可信度的測試基綫,這將極大地加速我們下一代高功率密度電池包的迭代速度。

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