NB
中华人民共和国能源行业标准
NB/T42080-2023代替NB/T42080-2016
全钒液流电池用离子传导膜 通用技术条件和测试方法
IonconductivemembraneforVanadiumflowbattery-technicalconditions and test methods
国家能源局 发布
目次
前言1范围.2规范性引用文件3术语和定义. 4技术要求4.1概述.4.2指标要求5测试方法 35.1取样方法和通用条件 5.2仪器精度要求5.3厚度均匀性 3 35.4吸水率5.5尺寸变化率 35.6拉伸性能 5.7电导率和膜面电阻5.8离子交换容量 95.9钒离子扩散性能 95.10离子选择性 5.11抗氧化性能附录A（规范性）离子传导膜预处理方法 12 16附录B（规范性）0.1mol/LNaOH标准溶液的标定 17附录C（资料性）离子选择系数测试前准备方法 18附录D（资料性）离子扩散系数公式推导方法 19
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.
本文件代替NB/T42080-2016《全钒液流电池用离子传导膜测试方法》，与NB/T42080-2016相比，除结构调整和编辑性改动外，主要技术变化如下：
一增加了规范性引用文件：方法附录B（见3.7、3.8、3.9、3.10、3.11，2016版3.10、附录B）；增加了离子传导膜的技术要求4（见4）；修改了本标准的试验环境条件（见5.1，2016版4）；修改了含水率的定义和测试方法（见3.10、5.4，2016版5.4）； 修改了尺寸变化率的定义和测试方法（见3.11、5.5，2016版5.5）；拉伸性能测试方法中将膜材料长度和宽度方向改为横向（TD）和纵向（MD）（见5.6.2、5.6.4，2016版5.6.2、5.6.4);增加了膜钒离子扩散性能的测试方法（见5.9）： 增加了离子交换容量的定义和测试方法（见3.9、5.8）；修改了膜离子选择性的测试方法（见5.10，2016版5.8）；修改了膜抗氧化性能评价的测试方法，改正了硫酸亚铁溶液的浓度，删除了拉伸强度变化方法（见5.11，2016版5.9）；增加了“0.1mol/LNaOH标准溶液的标定的方法”（见附录B）： 修改了膜预处理的方法（见附录A，2016版附录A）；
增加了术语及定义中3.7、3.8、3.9、3.10、3.11相关内容，删除了“爆破强度”定义及其测试
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：江苏科润膜材料有限公司、机械工业北京电工技术经济研究所、清华大学、中国科学院大连化学物理研究所、中国科学院金属研究所、大连融科储能技术发展有限公司、北京和瑞储能科技有限公司、北京低碳清洁能源研究院、上海电气（安徽）储能科技有限公司、山东东岳未来氢能材料股份有限公司、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、安徽理士电源技术有限 公司、大连博融新材料有限公司、大连理工大学、上海电力设计院有限公司、国家电投集团氢能科技发展有限公司、北京普能世纪科技有限公司、湖南省银峰新能源有限公司、辽宁科京新材料有限公司、大力电工襄阳股份有限公司、国网电力科学研究院武汉南璃有限责任公司、国网冀北电力有限公司电力科学研究院、江苏恒安储能科技有限公司.
本文件主要起草人：杨大伟、果岩、王保国、李先锋、张亮、郑琼、张华民、严川伟、曹朋飞、王晓丽、王含、刘庆华、杨霖霖、王丽、邹业成、吴雪文、张忠裕、吴雄伟、范永生、陈继军、董捷、李爱魁、江小松、宋明明、陈文升、孟琳、刘昊、蒲年文、马军、刘会超、余龙海、杜涛、王开让、张建国.
本文件为第一次修订.
全钒液流电池用离子传导膜 通用技术条件和测试方法
1范围
本标准规定了全钒液流电池用离子传导膜的术语和定义、抽样方法和通用条件、技术要求以及厚度均匀性、面电阻、电导率、离子交换容量、拉伸性能、吸水率、尺寸变化率、钒离子扩散系数、离子选择性、抗氧化性等测试方法.
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（包括的修改单）适用于本文件.
GB/T601-2016化学试剂标准滴定溶液的制备GB/T1040.3-2006塑料拉伸惟能的测定 第3部分：薄膜和薄片的实验条件GB/T1462-2005纤维增强塑料吸水性试验方法GB/T6672-2001塑料薄膜和薄片厚度测定机械测量法 GB/T 20042.3 质子交换膜燃料电池第三部分：质子交换膜测试方法GB/T20103膜分离技术术语GB/T29840-2013全钒液流电池 术语
3术语和定义
3.1
离子传导膜ionconductivemembrane
分隔正极和负极电解液，选择性地传导离子的隔膜.
[来源：GB/T29840-2013，2.2，有修改]
注：离子交换膜和多孔离子传导膜都属于离子传导膜，传导离子的机理分别为离子交换机理和筛分机理.
3.2
离子交换膜ionexchangemembrane
带有离子交换基团，可实现选择性透过离子的离子传导膜.
3.3
多孔离子传导膜porousion conductive membrane
利用纳米孔径实现氢离子和钒离子筛分和传导功能的离子传导膜.
膜电阻membraneresistance
在给定的温度和溶液组成条件下，膜厚度方向的电阻，单位为Ω.
3.5
有效面积effective area
垂直于电流方向，实现离子传导的离子传导膜的几何面积，单位为cm².
NB/T42080-2023
离子传导膜电阻与测定时膜有效面积的乘积，单位为ΩQcm².
注：通常将离子传导膜放入105℃~110C烘箱中一定时间，至用天平称至恒重得到.
3.9
每克干离子交换膜所对应的离子交换基团摩尔数，单位为mol/g.3.10
吸水率wateruptake
在规定的温度和湿度下，干膜吸水前后的质量变化率，单位为百分比（%）.
3.11
尺寸变化率dimensional changerate
在规定的温度和湿度下，膜在特定溶剂中浸泡一定的时间，在横向、纵向和厚度方向上的尺寸变化率，单位为百分比（%）.
3.12
离子扩散系数iondiffusion coefficient
在给定条件下，离子穿过离子传导膜的量，单位为cm²/s.
3.13
离子选择性ionpermeationselectivity
数之比. 离子传导膜对不同离子进行选择透过的能力，其数值等于在给定条件下测得不同离子的离子扩散系
4技术要求
4.1概述
在钒电池中离子传导膜将电池分割成两个半电池，将阴极和阳极的电解液分开，通过传递离子形成电流回路.理想的离子传导膜应具备下列性能：
一尺寸变化率小；钒离子扩散系数小： 膜电导率和离子选择性高：一化学稳定性好.
4.2指标要求
离子传导膜的技术指标应满足表1中的要求.
表1离子传导膜的技术指标
项目 测试性能 厚度偏差 单位 % 指标要求 ±51
