ICS 17.120.01 N 12 DB51 四 川 省 地 方 标 准 DB51/T 2191—2016 全钒液流电池通用检测方法 2016 - 06 - 24 发布 四川省质量技术监督局 2016 - 07 - 01 实施 发 布 DB51/T 2191—2016 目 次 前 言 ............................................................................... II 1 范围 .............................................................................. 1 2 规范性引用文件 .................................................................... 1 3 术语和定义 ........................................................................ 1 4 检测方法 .......................................................................... 2 附录 A（资料性附录） 全钒液流电池检测报告格式 ........................................ 7 附录 B（资料性附录） 全钒液流电池检测结果参考 ........................................ 9 I DB51/T 2191—2016 前 言 本标准按照 GB/T 1.1—2009 进行编写与表述。 本标准由四川省经济和信息化委员会提出并归口。 本标准由四川省质量技术监督局批准。 本标准起草单位：中国测试技术研究院电子研究所、中国东方电气集团有限公司、西华大学。 本标准主要起草人：牛红涛、杨春生、孟令刚、房红琳、高艳、马素德。 II DB51/T 2191—2016 全钒液流电池通用检测方法 1 范围 本标准规定了全钒液流电池的术语、定义和检测方法。 本标准适用于储能用全钒液流电池（以下简称电池） 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文 件。凡是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/T 29840-2013 全钒液流电池 术语 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 全钒液流电池 vanadium flow battery;VFB 通过正负极电解液中不同价态钒离子的电化学反应来实现电能和化学能互相转化的储能装置。又称 全钒液流电池系统。 [GB/T 29840-2013，定义 2.1] 3.2 额定瓦时容量 rated energy capacity 充满电的电池以额定电流进行放电直至放电截止条件所放出的瓦时容量。 3.3 额定安时容量 rated capacity 充满电的电池以额定电流进行放电直至放电截止条件所放出的安时容量。 3.4 实际安时容量 actual capacity 在规定的条件下，充满电的电池实际所能放出的安时容量。 3.5 库伦效率 coulomb efficiency 在规定的条件下，电池放电过程所放出安时数占充电过程所消耗安时数的百分比（DC-DC）。 [GB/T 29840-2013，定义 2.22.8] 1 DB51/T 2191—2016 3.6 电压效率 voltage efficiency 在规定的条件下，电池的放电平均电压占充电平均电压的百分比。 [GB/T 29840-2013，定义 2.22.9] 3.7 能量效率 energy efficiency 在规定的条件下，电池放电过程所放出瓦时数占充电过程所消耗瓦时数的百分比（DC-DC）。 3.8 容量保存率 capacity conservation rate 在规定的条件下，充满电的电池开路贮存后的放电安时容量占实际安时容量的百分比（DC-DC）。 3.9 充电截止电压 charge cut-off voltage 由制造厂商规定的表征电池充电过程终止的电压值。 3.10 放电截止电压 discharge cut-off voltage 由制造厂商规定的表征电池放电过程终止的电压值。 4 检测方法 4.1 检测条件 4.1.1 环境条件 检测环境条件如下： a) 环境温度：25℃±5℃； b) 压力：在正常大气压环境中； c) 相对湿度：10%～90%。 注：除非另有规定，否则检测应在本标准规定的环境下进行。 4.1.2 测量仪器 测量仪器包括： a) 电压表：不低于 0.5 级，其内阻至少为 1000Ω/V； b) 电流表：不低于 0.5 级； c) 温度测试仪：量程-10℃～60℃，误差不大于±1℃； d) 绝缘电阻测试仪：额定电压 500V，量程 200kΩ～100MΩ，不低于 10.0 级； e) 计时器：按时、分、秒分度，误差不大于±1s/hr； f) 钢卷尺，量程 5m，2 级； g) 称重仪表，1 级。 4.2 2 检测项目 DB51/T 2191—2016 电池检测项目按表1中的规定进行。 表1 检测项目表 序号 检测项目 出厂检测 使用中检测 1 外观及外形尺寸 + + 2 实际安时容量 + - 3 库伦效率 + - 4 电压效率 + - 5 能量效率 + - 6 充电接受能力 + - 7 大电流放电能力 + - 8 电压一致性 + + 9 恒功率放电能力 + - 10 容量保存率 + - 11 安全 + + 注： “+”表示检测，“-”表示不检测。 4.3 外观及外形尺寸 用目测法检查电池的外观，并用量具对其外形尺寸进行测量，应符合附录B.1。 4.4 实际安时容量 实际安时容量检测方法如下： a) 以额定电流 I 对电池充电至电池端电压达到规定的充电截止电压 Vc 时停止充电，然后以额定电 流 I 对电池放电至电池端电压达到规定的放电截止电压 Vd 时停止放电； b) 再次以额定电流 I 对电池充电至电池端电压达到规定的充电截止电压 Vc 时停止充电，然后以额 定电流 I 对电池放电至电池端电压达到规定的放电截止电压 Vd 时停止放电； c) 记录第二次充电和放电过程中的电压、电流和时间，每秒采样一次，并按式(1)计算放出的实 际安时容量: Ca = I × t ……………………………(1) 式中： I ——额定电流，单位为安培(A)； t ——放电持续时间，单位为小时(h)； Ca ——电池的实际安时容量，单位为安时(Ah)。 实际安时容量检测结果参考附录 B.2.1。 4.5 库伦效率 根据 4.4 的检测数据，按充电电流乘以充电时间计算充电安时容量 Cc ，再按式(2)计算库伦效率： ηc = (Ca / Cc ) × 100% ……………………………(2) 式中： ηc ——库伦效率； Ca ——按 4.4 实验的实际安时容量，单位为安时(Ah)； Cc ——按 4.4 实验的充电安时容量，单位为安时(Ah)。 3 DB51/T 2191—2016 库伦效率检测结果参考附录 B.2.2。 4.6 电压效率 根据 4.4 的检测数据，按式(3)计算电压效率： ηv = (V a / V c ) × 100% ……………………………(3) 式中： ηv ——电压效率； V a ——按 4.4 实验的放电平均电压，单位为伏特(V)； V c ——按 4.4 实验的充电平均电压，单位为伏特(V)。 电压效率检测结果参考附录 B.2.3。 4.7 能量效率 根据 4.4 的检测数据，按式(4)、(5)和(6)计算能量效率： tc Ec = ∑ (U ct I ct ) / 3600 …………………………… (4) t =1 td Ed = ∑ (U dt I dt ) / 3600 …………………………… (5) ηe = ( Ed / Ec ) × 100% …………………………… (6) t =1 式中： Ec ——按 4.4 实验的充电瓦时，单位为瓦时(Wh)； U ct ——在 t 时刻充电电压，单位为伏特(V)； I ct ——在 t 时刻充电电流，单位为安培(A)； tc Ed U dt I dt ——充电持续时间，单位为秒(s)； ——按 4.4 实验的放电瓦时，单位为瓦时(Wh)； ——在 t 时刻放电电压，单位为伏特(V)； ——在 t 时刻放电电流，单位为安培(A)； td ——放电持续时间，单位为秒(s)； ——能量效率。 ηe 能量效率检测结果参考附录 B.2.4。 4.8 充电接受能力 充电接受能力检测方法如下： a) 以 1.2 倍额定电流对电池充电至电池端电压达到规定的充电截止电压 Vca 时停止充电；然后以 额定电流 I 对电池放电至电池端电压达到规定的放电截止电压 Vd 时停止放电； b) 再次以 1.2 倍额定电流对电池充电至电池端电压达到规定的充电截止电压 Vca 时停止充电；然 后以额定电流 I 对电池放电至电池端电压达到规定的放电截止电压 Vd 时停止放电； c) 记录第二次放电过程的电压、电流和时间，并按放电电流乘以放电时间计算放电安时容量 Cca ， 按式(7)计算充电接受能力： Rc = (Cca / Ca ) × 100% ……………………………(7) 式中： Ca ——按 4.4 实验的实际安时容量，单位为安时(Ah)； Cca ——电池以 1.2 倍额定电流充电后所放出的安时容量，单位为安时(Ah)； 4 DB51/T 2191—2016 Rc ——充电接受能力。 充电接受能力检测结果参考附录 B.2.5。 4.9 大电流放电能力 大电流放电能力检测方法如下： a) 以额定电流 I 对电池充电至电池端电压达到规定的充电截止电压 Vc 时停止充电，然后以额定电 流 I 对电池放电至电池端电压达到规定的放电截止电压 Vd 时停止放电； b) 再次以额定电流 I 对电池充电至电池端电压达到规定的充电截止电压 Vc 时停止充电，然后以 1.5 倍额定电流对电池放电至电池端电压达到规定的放电截止电压 Vd 时停止放电； c) 记录第二次放电过程中的电压、电流和时间，每秒采样一次，并按式(8)计算放电