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kjxmqgc

新虫 (职业作家)

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[交流] 液流电池长期循环耐久性测试

液流电池长期循环测试主要是考察电池长期稳定性，即隔膜、双极板、电极、电解液等各关键材料的长期在线耐久性。在做长期循环测试前，建议对各材料的离线耐久进行测试后再进行长期循环测试。
材料耐久性
1）隔膜。隔膜离线耐久性测试方法主要是Fenton测试和电解液长期浸泡，Fenton测试是模拟膜降解的一种加速测试方法，进而研究隔膜的原位化学降解；为了加速隔膜老化测试，建议高温低浓度电解液浸泡隔膜，这可能是由于电解液低浓度下，隔膜溶胀更大，隔膜老化程度加快（仅供参考）。隔膜各种金属杂质对膜衰减的影响排序为：Fe2+＞＞Cu2+＞＞TiO2+＞Co2+＞Pt2+＞Ni2+＞Al3+。
2）双极板。双极板耐久测试涉及较少，建议结合开路电压、线性极化曲线及恒电流腐蚀等电化学腐蚀手段对双极板进行耐久性测试。在长期循环过程中，由于电流密度的不均匀，会造成双极板局部腐蚀严重，所以在耐久性测试中，需要结合电解液均匀性，进行在线测试。
3）电极。电极耐久性测试主要是在线长期循环测试。为了提高电极的电化学性能，一般会对电极进行一些处理，在处理后，尤其是一些电化学金属离子的修饰，随着充放电循环次数的增加，电极的电化学性能可能会降低；同时由于液流电池电极一般采用碳毡类电极，随着充放电次数的增肌，碳纤维的脱落等也会影响电极的电化学性能。
4）电解液。电解液耐久性测试，主要是电解液的稳定性和可恢复性。需要注意的是，不同价态电解液在不同条件（温度、保护气体、支持电解液浓度等）下的长期稳定性问题，对于在不同保护气体下电解液稳定性研究较少，如钒电池保护其他一般选用氮气，但氮气含量、压力、温度等究竟如何影响电解液稳定性，还未见相关报道。随着充放电次数的进行，由于正负极电解液的价态失衡，造成电池容量衰减，如何对电解液进行在线恢复，也是目前需解决的一个问题。

耐久性测试及分析
1）测试程序。液流电池长期循环测试程序可以恒电流或恒功率，测试结果两者相差不大，可根据实际情况进行设定，对于恒压测试，液流电池中用的减少，一般是需要进行深度充放电时，在充电或放电末端增加恒压充放电。
2）相关指标及分析。液流电池长期循环测试性能指标主要有电压效率、库伦效率、电池电阻、容量衰减率等。其中电压效率主要和电极、隔膜、电解液等相关；库伦效率主要和隔膜等相关；容量衰减率主要和隔膜、电解液等相关。电压损耗一般分为可以损耗和不可逆损耗，可逆损耗一般是由于电解液正负极价态或体积失衡严重，造成电压效率降低，可以通过恢复电解液进行恢复；不可逆损耗一般是由于电极或者隔膜性能降低，一般不能通过在线手段进行恢复。若出现容量衰减比较快，同时库伦效率基本无变化，可进行更换电解液，再继续测试，可以优化测试条件，降低容量衰减率。

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