液流电池性能评价方法.docx

液流电池性能评价方法一、充放电性能测试充放电性能测试方法是评价液流电池性能的一种常用方法，可以通过分析充放电曲线，获取电堆的性能，包括库仑效率、电压效率、能量效率、电解液利用率以及容量保持率，进而评价电堆性能。1）分析充放电曲线，了解电池性能。在实际测试中，我们可以从充放电曲线大致了解电池性能。起始开路电压相同（SOC相同即正负电解液价态相同），在同电密下，相同充放电条件下，开始充电的电压越低（放电电压起始点越高），电池内阻越低，能充进去的电越多，电解液利用率就越高；充电曲线平台越平稳（放电平台越平稳），电池内阻越低，能充进去的电越多，电解液利用率越高；在充放电末期，由于电极表面活性物质少，浓差极化较大，极化内阻占比大，所以难以用此时数据分析电池性能。利用充放电初期数据，我们可以很快大概评判电池性能，节省试验时间。2）分析充放电数据，评测电池性能。一般原始充放电数据包括时间、循环次数、电压、电流、容量、能量等。据此，可以做电密（液流电池中较少用功率，一般用电密）/循环次数/电解液流速/温度/S0C/-库仑效率/电压效率/能量效率/容量/能量/电解液利用率，循环次数-库仑效率/电压效率/能量效率/容量/能量/电解液利用率。电池能量效率等于库仑效率乘以电压效率，电压效率受电池内阻影响，一切影响电池内阻的因素，如电极、隔膜、电解液、双极板、运行条件（电密、流速、温度）等都会影响电压效率，库仑效率受活性物质状态影响，如隔膜、副反应、渗液、离子析出等。电解液利用率与电池极化和隔膜离子渗透率有关。电池内阻增大，电压效率降低，电解液利用率降低；隔膜离子渗透率增大，电解液利用率也会降低。在分析隔膜中，容量保持率和电解液利用率、库仑效率紧密相关，电解液利用率高，库仑效率高，说明隔膜导电性好，但离子渗透大，容量保持率就会低。在充放电条件不变的情况下，充放电循环中由于膜的电阻引起的欧姆极化造成的容量损耗是一定的，而充放电循环中由于膜的渗透造成的容量损耗是逐渐累计的，所以此时，膜的离子渗透率就决定了电池容量的衰减速率。隔膜离子渗透率越小，容量衰减越慢，容量稳定性越好。二'液流电池极化曲线液流电池极化曲线作用及分析见液流电池极化曲线分析。仅从液流电池的放电极化曲线不能全面反映液流电池的性能,极化曲线主要用于分析液流电池电压效率，通过液流电池极化曲线的分析，可以解释液流电池电压损失的主要原因，可以分析不同状态下电池极化的大小，有针对性地提出减小电池极化，降低电压损失，提高电压效率的有效策路。用充放电仪做液流电池极化曲线方法：可以将液流电池充电到某一确定状态（确定电池SOC）,然后恒流放电1-2分钟，记录电池平均值，再以某一恒流（建议小电密）充电到放电前的状态（起始电池SOO,以保证电池处于相同的SOC状态，静置1-2分钟，使电极上的电解液尽可能与储液罐中的电解液状态一致，然后再进下一个电流测试，依次记录不同电流下放电电压值，做出液流电池放电极化曲线。由电压乘以电流，得到功率，可以做出电池功率密度曲线，一般功率密度随着放电电流的增加先增加后减小，在某一放电电流密度下出现峰值功率密度。由于在放电过程中，电极表面的离子浓度是时刻变化，且电压变化较为明显，若测试极化曲线时间很短（瞬间或几秒），由此得出的功率密度曲线下对应的峰值功率，对电池运行参数的设定参考意义不是太大（液流电池与燃料电池不同，不是发电装置）。