ICS 29.220.20 CCS K 84 NB 中华人民共和国能源行业标准 NB/T11224—2023 锌镍液流电池 电极测试方法 Test method for Zinc-nickle flow battery Electrode 2023-05-26发布 2023-11-26实施 国家能源局 发布 NB/T11224—2023 目 次 前言 1 范围 规范性引用文件 3术语和定义 4 测试准备 4.1环境要求 4.2测试仪器精度要求 5测试方法 5.1 概述· 5.2 厚度均匀性 5.3 电阻率 5.4 电化学活性 5.5 腐蚀电流密度 5.6 翘曲度 5.7 拉伸强度 5.8 抗弯强度 5.9 抗压强度 附录A（规范性） 多孔电极测试方法 A.1 厚度均匀性 A.2 电阻率 A.3 压缩率 10 A.4 电化学活性 A.5 表观密度 A.6 面密度 NB/T11224—2023 前言 本文件按照GB/T1.1一2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定 起草。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。 本文件由中国电器工业协会提出。 本文件由能源行业液流电池标准化技术委员会（NEA/TC23）归口。 本文件起草单位：中国科学院大连化学物理研究所、青海百能汇通新能源科技有限公司、北京低碳 清洁能源研究院、机械工业北京电工技术经济研究所、陕西华银科技股份有限公司、安徽理士电源技术 有限公司、四川星明能源环保科技有限公司、乐山伟力得能源有限公司、张家港智电芳华蓄电研究所有 限公司、中国科学院金属研究所、中国质量认证中心、威海南海碳材料有限公司、承德新新钒钛储能科 技有限公司。 本文件主要起草人：郑琼、张华民、李先锋、孟琳、刘庆华、张亮、刘新运、范永生、董捷、蒲年文、 陈继军、张忠裕、程杰、刘鑫、刘建国、王刚、李文涛、宋杨、杨文君。 本文件为首次发布。 II NB/T11224—2023 锌镍液流电池 电极测试方法 1范围 本文件规定了锌镍液流电池电极的测试方法 本文件适用于平板式和多孔电极两种电极的测试方法。 本文件适用于锌镍液流电池电极。 2规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件， 仅该日期对应的版本适用于本文件： 不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本 文件。 GB/T13465.2 不透性石墨材料试验方法 第2部分： 抗弯强度 NB/T42007全钒液流电池用双极板测试方法 NB/T42082 全钒液流电池电极测试方法 3术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 电极Electrode 用于收集传导电流， 同时提供电化学反应场所的材料 ［来源：GB/T29840- 2013，2.6 4测试准备 4.1环境要求 除非另有规定，试验应在25℃土5℃，相对湿度≤90%，海拔≤2000m的环境中进行。 4.2 测试仪器精度要求 测试使用的仪器及精度要求如下： a） 测厚仪：精度为1μm，量程为0mm~25mm； b) 钢板尺：精度为1mm，量程为0mm~300mm； c) 高度尺：精度为0.02mm，量程为0mm~300mm； d) 游标卡尺：精度为0.02mm，量程为0mm~150mm； e) 万能试验机：精度不低于0.5级，量程为0N～5000N； f) 四探针低阻测量仪：精度为0.01m2，量程为10-52·cm~1052·cm； g) 低电阻测量仪：精度为0.006%，最小分辨率为0.01μ2、（LP）0.01m2，量程为0m2（10mΩ 量程）~1200M2（1000M2量程）； h） 电化学测试仪：电流精度不高于土0.2%，电压精度不高于土0.2%，电流量程为土2A，电位量 程为士10V； i) 电子天平：精度不低于0.1mg，量程为0g~220g； 1 NB/T11224—2023 12 电化学测试池。宜采用五口烧瓶，主要用于盛放电解质溶液，主要材料为玻璃或塑料等耐腐蚀 性材料。五口烧瓶中的中间一个瓶口用于放置工作电极，其他四个瓶口分别用于放置连接参比 电极的盐桥、对电极、通气管及置换溶液。 5测试方法 5.1概述 本章将列出平板式电极的厚度均匀性、电阻率、电化学活性、腐蚀电流密度、翘曲度、拉伸强度、 抗弯强度和抗压强度的测试方法。多孔电极的厚度均匀性、电阻率、压缩率、电化学活性、表观密度和 面密度测试见附录A。 5.2厚度均匀性 5.2.1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。 5.2.2测试步骤 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； 将测厚仪的测量头平缓放下，避免造成样品变形和破损， b） 记录样品厚度值； c） 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。 5.2.3数据处理 图1 厚度测试取点位置示意图 样品的厚度均匀性用厚度标准偏差表示。 a）平均厚度按公式（1）计算。 (1) n 式中： d 定压强下样品的平均厚度，单位为毫米（mm）； 定压强下样品某一点的厚度测量值，单位为毫米（mm）； n 测量数据点数。 b） 厚度标准偏差按公式（2）计算。 (d -a) (2) 式中： 定压强下样品的厚度标准偏差，单位为毫米（mm）； 2 NB/T11224—2023 d 一定压强下样品的平均厚度，单位为毫米（mm）； d, 一定压强下样品某一点的厚度测量值，单位为毫米（mm）； n 测量数据点数。 取3个有效样品为一组，计算出平均厚度、厚度标准偏差作为试验结果。 5.3 电阻率 5.3.1 样品制备 体电阻率测试样品为方形。接触电阻测试样品为圆形，表面尺寸与镀金铜电极相同。样品数量不少 于3个，以保证得到3个有效值 5.3.2 测试步骤 5.3.2.1 体电阻率 按照下列步骤对样品的体电阻率进行测试： a） 每次测量前应校准四探针低阻测量仪的零点； b）测量时应避免样品变形、样品表面灰尘等因素的影响； c）用四探针低阻测量仪分别在样品靠近边缘和中心的5个部位测量，记录不同部位的体电阻值。 5.3.2.2接触电阻 按照下列步骤对样品的接触电阻进行测试： a）如图2所示，将样品装在万能试验机上； b） 测试过程中，压强每增加0.05MPa，使用低电阻测量仪记录一次电阻值，当电阻测试值与前 次电阻测试值的变化率不大于5%时，则认为达到电阻的最小值，停止测试，记录不同压强下 的电阻值Ri; c）测量压强范围一般为0MPa～0.6MPa; 压力 OPA 镀金电极 碳毡 RBF RK 样品 碳毡 镀金电极 压力 注：样品放置在两块镀金铜电极之间，两侧的碳毡为支撑物。在铜电极两侧施加一定的压力，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。 图2接触电阻测试装置示意图 3 NB/T11224—2023 d）按照a）～c）相同步骤，去掉两层碳毡件的电极样品，记录不同压强下的电阻值R2。 5.3.3数据处理 5.3.3.1体电阻率 电极的体电阻率按公式（3）计算。 p,xGxD Pbulk (3) 5 式中： Pulk 试样体电阻率，单位为毫欧·厘米（m2·cm）； P, 不同部位电阻率测量值，单位为毫欧·厘米（m2·cm）； G 试样厚度校正系数； D -试样形状校正系数。 取3个效样品为一组，计算出平均值作为试验结果。 5.3.3.2 接触电阻 电极的接触电阻按公式（4）计算。 R=(R-R,-Rep)XA (4) 2 式中： R 电极与碳毡间的接触电阻，单位为毫欧·平方厘米（m2·cm²)； R 电极本体电阻、两个碳毡本体电阻、电极与碳毡间接触电阻、两个铜电极本体电阻及两个 碳毡与铜电极之间的接触电阻的总和，单位为毫欧（m2)； R2 两个铜电极本体电阻、两个碳毡本体电阻及碳毡与铜电极间的接触电阻的总和，单位为毫 欧(m2); Rpp 电极本体电阻，单位为毫欧（m2)； A 电极样品与碳毡的接触面积，单位为平方厘米（cm²）。 取3个有效样品为一组，计算出平均值作为试验结果。 5.4电化学活性 5.4.1样品制备 a） 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； b）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。 5.4.2测试步骤 5.4.2.1 正极活性测试步骤 a) 以测试电极为工作电极，以Hg/HgO为参比电极，以石墨板或铂片或铂丝为辅助电极对样品组 4