NB/T 42007—2013 全钒液流电池用双极板 测试方法 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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图书标签:

• 全钒液流电池
• 双极板
• 测试方法
• NB/T 42007-2013
• 储能
• 电化学
• 材料测试
• 钒电池
• 新能源
• 标准

出版社： 中国电力出版社

ISBN：1551231664

版次：1

商品编码：11854801

包装：平装

开本：大16开

出版时间：2013-11-01

用纸：胶版纸

页数：12

字数：22000

正文语种：中文

内容简介

　　本标准规定了全钒液流电池用双极板的通用要求和测试方法，主要包括厚度均匀性测试、翘曲度测试、腐蚀电流密度测试、电阻率测试、透气率测试、弯曲强度测试、拉伸强度和抗压强度测试。 本标准适用于所有的全钒液流电池用双极板材料。

作者简介

本标准主要起草单位：中国科学院大连化学物理研究所、大连融科储能技术发展有限公司、机械工业北京电工技术经济研究所。 本标准参加起草单位：北京普能世纪科技有限公司、中国电器工业协会、中国科学院金属研究所、清华大学、承德万利通实业集团有限公司、中国电力科学研究院、国网电力科学研究院等。 本标准主要起草人：刘宗浩、张华民、王晓丽、陈晨、李颖、田超贺。

前言/序言

储能技术前沿探索：高能量密度固态电池的材料、结构与性能优化 图书简介 本书聚焦于当前全球能源转型浪潮中，被寄予厚望的新一代储能技术——高能量密度固态电池（Solid-State Batteries, SSBs）。本书旨在提供一个全面、深入且技术导向的知识体系，涵盖了固态电池从基础理论、关键材料体系选择、结构设计、制造工艺到性能评估的完整链条。它不仅面向电池研发工程师、材料科学家和高校师生，也适用于关注新能源技术前沿的高级技术管理人员。 --- 第一部分：固态电池的理论基础与驱动力 本部分首先确立了固态电池相对于传统锂离子电池（Liquid Electrolyte Lithium-ion Batteries, LIBs）的根本性优势和挑战。 1. 固态电池的物理化学基础 详细阐述了离子传输机制的差异。传统液态电解质中，离子传输依赖溶剂化和溶剂壳层的重构；而在固态电解质中，离子通过晶格缺陷（如间隙位、空位）或晶界进行“跳跃”式传输。本书深入分析了影响固态电解质离子电导率的关键因素，包括晶格结构对称性、缺陷浓度、晶粒尺寸、以及电化学窗口的稳定性。 2. 固态电池的安全性与能量密度瓶颈 固态电池的核心优势在于彻底消除了易燃有机电解液，极大地提升了热稳定性。本书详细分析了热失控的潜在诱因，特别是界面阻抗和锂枝晶的穿透效应。同时，探讨了如何通过提高电极材料的质量比容量（如采用高镍正极或锂金属负极），结合固态电解质的高体积能量密度，实现整体能量密度的突破。 --- 第二部分：关键固态电解质材料体系的深度剖析 固态电解质是决定固态电池性能的“心脏”。本书按照化学结构，系统性地梳理了当前主流的三大类固态电解质材料及其工程应用中的优缺点。 1. 氧化物固态电解质：高稳定性与界面挑战 重点介绍基于石榴石型（如LLZO）、钙钛矿型（如LATP）和NASICON型的氧化物电解质。 LLZO（Li7La3Zr2O12）：深入分析了其优异的化学稳定性、对空气和水分的耐受性，以及通过元素掺杂（如Al、Ta）调控阳离子取代和空位浓度对离子电导率的优化策略。着重讨论了其在高温下的烧结工艺和致密化技术。 界面问题处理：详细剖析了氧化物电解质与电极之间界面处形成的高阻抗层（Interfacial Layer）的化学反应机理，包括Li金属负极界面上的Li-O-Zr反应和正极界面上的氧化还原稳定性研究。 2. 硫化物固态电解质：极致的离子导电性 硫化物体系，特别是基于Argyrodites（如Li6PS5Cl）和Thio-LISICON结构的材料，以其媲美液态电解质的离子电导率成为研究热点。 合成与制备：详细介绍了固态反应法、溶剂热法等制备高纯度硫化物粉体的技术路径。 化学兼容性：深入探讨了硫化物对湿气的极度敏感性，以及在电化学循环中与锂金属反应生成的阻抗膜（如Li2S、Li3P等）的形成与演变过程，并提供了表面改性（如ALD薄层保护）的解决方案。 3. 聚合物固态电解质：柔韧性与低温性能 聚焦于聚氧化乙烯（PEO）基固态电解质，探讨了其在室温下离子迁移数低、电导率不佳的问题。 复合与改性：介绍如何通过引入无机纳米填料（如Li6PS5Cl、LLZO颗粒）构建复合聚合物电解质（Composite Polymer Electrolytes, CPEs），以提高其机械强度和离子电导率。 离子液体辅助：分析了将离子液体掺入聚合物基体中，以期在保持柔性的同时，拓宽其工作温度范围。 --- 第三部分：电极结构设计与界面工程 固态电池的性能不仅仅依赖于电解质，电极与电解质的有效接触（Triple Phase Boundary, TPB）和界面稳定性至关重要。 1. 锂金属负极的界面控制 锂金属是实现超高能量密度的必然选择。本书详尽分析了在固态电解质中锂枝晶生长的机理（应力驱动、界面缺陷驱动），并提出三种主流的抑制策略： 机械保护策略：使用高杨氏模量电解质（如陶瓷）提供物理屏障。 化学钝化策略：开发具有选择性离子传输通道的缓冲层，如梯度电解质或涂覆稳定的固体电解质界面（SEI）类似层。 结构限制策略：采用多孔或三维网络结构来引导锂沉积。 2. 固态电池中的正极集成技术 针对高容量正极材料（如富锂锰基、NMC811等）在固态体系中的体积变化和接触丧失问题，本书探讨了： 体相电极设计（Bulk Electrodes）：如何构建高导电性、高孔隙率的固态电极浆料，确保活性物质、固态电解质和电子导电剂之间的均匀浸润。 压力与堆叠管理：阐述了在电池组装过程中施加外部压力对维持界面接触的必要性及优化方法。 --- 第四部分：制造工艺与电池封装 本书超越了实验室级别的材料合成，深入到工业化生产中的关键环节。 1. 固态电解质的成型技术 对比了热压烧结法（Hot Press Sintering）、冷压热处理法（Cold Pressing followed by Annealing）在制备致密陶瓷膜中的应用，重点讨论了如何通过优化温度和压力曲线，控制晶粒生长，减少内部缺陷。 2. 柔性与半固态电池的流延技术 针对聚合物和复合电解质，详细介绍了流延（Doctor Blading）、挤出（Extrusion）等薄膜制备工艺，以及如何通过溶剂残留控制和后处理过程优化薄膜的机械性能和离子导电性。 3. 电池组装与封装 强调了固态电池对封装气密性的极端要求，特别是对水分和氧气的隔绝。讨论了全封装（All-Solid-State Packaging）技术，如激光焊接、树脂灌封的改进，以确保电池在整个生命周期内维持其高界面接触。 --- 第五部分：性能评估与未来展望 本部分提供了先进的表征手段和对未来技术路线的预测。 1. 界面阻抗的电化学表征 除了传统的循环伏安法（CV）和电化学阻抗谱（EIS），本书详细介绍了恒电流间歇微扰法（GITT）、交流电压瞬态响应技术等，用于精确分离和量化固-固界面阻抗、固-固电解质电阻和极化电阻。 2. 原位与非原位表征 介绍了利用同步辐射X射线衍射（XRD）、拉曼光谱、扫描透射电子显微镜（STEM）结合能量色散X射线谱（EDS）对工作状态下的固态电池截面进行分析的技术，以揭示锂枝晶的实际生长形貌和界面化学反应的演变。 3. 技术路线的经济性与可持续性 最后，本书展望了固态电池从实验室走向市场的关键障碍，包括：稀有元素（如镧、锆）的供应稳定性、复杂陶瓷粉体的低成本制备、以及全生命周期内的回收潜力。为实现固态电池的商业化铺平道路，本书提出了下一代材料（如锂硫、锂空气的固态化尝试）的研究方向。 --- 本书特色： 深度技术聚焦：摒弃对基础LIB的重复介绍，将笔墨全部集中于固态电池特有的物理化学难题。 材料体系覆盖全面：系统对比了氧化物、硫化物、聚合物三大主流体系的优缺点和工程化瓶颈。 强调界面工程：将固-固界面视为核心研究对象，提供了多维度的解决方案探讨。 面向实际应用：内容贯穿材料设计、工艺制备到性能测试的全流程，具有极强的工程实践指导价值。

评分☆☆☆☆☆

这本书在技术深度和广度上的平衡处理堪称典范。它不仅仅关注全钒液流电池这个特定的应用，其背后的测试哲学——如何在高电流密度下评估多孔电极的长期稳定性，如何量化界面阻抗的动态变化——对于其他类型的氧化还原液流电池（如锌溴电池、铁铬电池）同样具有极强的借鉴意义。我注意到书中对测试设备校准和数据不确定度分析的篇幅篇幅不小，这显示出编写团队对科学严谨性的高度重视。在当前的产业快速发展期，很多企业急于求成，往往在测试验证环节草草了事，导致后期产品可靠性出现问题。这本书的出现，无疑是对这种浮躁心态的有力纠正，它倡导一种“慢工出细活”的工匠精神，用最可靠的实验数据，为新能源的未来发展铺设坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

这本书的出现，标志着我国在液流电池关键部件标准化方面迈出了坚实的一步，其重要性怎么强调都不过分。作为一名长期关注新能源产业标准化的学者，我深切体会到，缺乏统一的测试规范，就如同在没有尺度的沙滩上盖楼，各家企业的产品性能描述往往难以横向比较，甚至存在误导消费者的风险。这本书正是填补了这一空白。它不仅仅是罗列了一堆测试步骤，更重要的是，它背后的逻辑是建立在对电化学反应机理的深刻理解之上的。例如，书中对于不同电解液浓度、不同电流密度区间内，双极板表面氧化还原层厚度的无损检测方法进行了详尽的探讨，这种对“为什么这么测”的解释，远比“怎么测”更有价值。对于政策制定者和标准制定机构来说，这本书无疑是制定国家层面或行业推荐性标准的绝佳技术支撑文件，它使得“性能卓越”不再是一个模糊的形容词，而是可以通过一系列可验证的数字来证明的事实。

评分☆☆☆☆☆

对于我这样一个刚踏入储能领域不久的研究生来说，这本书的价值在于提供了一个完整的知识体系框架。它不像教科书那样冗长，也不像纯粹的学术论文那样碎片化，它巧妙地将基础理论、行业共识和前沿实践整合在了一起。在阅读过程中，我发现书中引用的许多参考文献和方法论都非常权威，这让我在撰写毕业论文时有了可靠的理论依据和实验参考。尤其是对双极板表面处理工艺（如涂层、刻蚀）对测试结果影响的敏感性分析部分，让我对材料制备和性能测试之间紧密耦合的关系有了前所未有的认识。它教会我的不只是如何操作一台电化学工作站，更重要的是如何像一个资深的工程师那样，去设计一套能够经受住时间考验、并能有效揭示产品真实性能的测试方案。

评分☆☆☆☆☆

这本书的内容简直是为那些深陷于前沿能源技术研究的工程师们量身定制的宝典，尤其是对于那些正在努力攻克全钒液流电池系统稳定性和寿命瓶颈的研发人员来说，简直是雪中送炭。我最近在负责一个大型储能项目的电堆设计优化，过程中遇到的一个核心痛点就是如何准确、可重复地评估不同双极板材料在实际运行环境下的性能衰减速率。市面上现有的标准大多停留在材料的静态性能测试，而这本书显然深入到了动态工况下对双极板的关键指标——如极化电阻、质量损失、以及最关键的腐蚀行为进行系统的量化描述。它的叙述风格非常严谨，充满了对实验细节的执着，从前处理的精细度到不同老化机制的区分，都体现了编写者在行业内多年的深厚积累。阅读过程中，我发现它提供了一套极具操作性的流程框架，能够指导我们的实验室团队建立一套高标准、高可信度的测试基线，这将极大地加速我们下一代高功率密度电池包的迭代速度。

评分☆☆☆☆☆

说实话，初次拿到这本书时，我有点担心内容会过于偏向理论推导，毕竟涉及到电化学的复杂界面问题。然而，惊喜地发现，作者非常注重工程实用性和可操作性。这本书的叙事节奏把握得非常好，从宏观的试验设计原则过渡到微观的表面形貌分析，逻辑链条清晰流畅。特别是其中关于测试环境的温湿度控制、流场均匀性验证的章节，写得极其细致，让人联想到航天级的测试要求。这对于我们这些需要在实验室环境中模拟大规模储能电站运行条件的工程师来说，简直是救命稻草。我特别欣赏它对“失效模式”的分类讨论，它没有简单地将所有性能下降归咎于“老化”，而是区分了机械疲劳、化学腐蚀和电化学钝化这几种不同的退化路径，并为每种路径推荐了专门的诊断工具和指标。这种细致入微的分析，极大地提升了问题诊断的效率和准确性。