NB/T 42006-2013 全釩(fán)液流電(diàn)池用(yòng)電(diàn)解液(yè) 測(cè)試(shì)方(fāng)法

範(fàn)圍(wéi)
本標(biāo)準規(guī)定(dìng)了全釩(fán)液流電(diàn)池用電解(jiě)液的(dí)術語和(hé)定義(yì)
，通用要求(qiú)
，抽樣要求和(hé)測試(shì)方法。包括釩(fán)含量(liáng)
，硫酸(suān)根含量
，矽(guī)含量
，鐵(tiě)含量(liáng)
，氮含量
，其他(tā)元素(sù)(K
，Na
，Al)含(hán)量(liáng)
，電(diàn)導率
，密(mì)度(dù)和(hé)黏度的測(cè)定方法(fǎ)。
本(běn)標(biāo)準(zhǔn)適用於以硫酸作為(wéi)溶劑(jì)的(dí)全(quán)釩(fán)液流(liú)電池(chí)用(yòng)電解液(yè)。

術語(yǔ)和定義
下列術(shù)語(yǔ)和(hé)定(dìng)義適用(yòng)於本(běn)標(biāo)準(zhǔn)。
全釩液(yè)流(liú)電池  vanadium flow battery, VFB
又稱(chēng)全釩液(yè)流電池係(xì)統(tǒng)，通過正負(fù)極(jí)電解液(yè)中(zhōng)不同(tóng)價(jià)態(tài)釩(fán)離(lí)子(zǐ)的(dí)電化(huà)學(xué)反應來實現(xiàn)電(diàn)能(néng)和化(huà)學(xué)能(néng)互相轉化(huà)的(dí)儲(chǔ)能(néng)裝置。
電解液(yè)  electrolyte
具(jù)有離子導電(diàn)性(xìng)的(dí)含不同價態(tài)釩離(lí)子的(dí)溶液。
3.5價電解液(yè)  electrolyte (3.5 valence)
當電解液(yè)中三(sān)價釩離(lí)子(zǐ)和(hé)四價釩(fán)離子(zǐ)摩爾濃(nóng)度的比(bǐ)例為1:1時(shí)，其價(jià)態(tài)被定義(yì)為3.5價(jià)，該電解液(yè)稱(chēng)作3.5價(jià)電解液。
正極(jí)電(diàn)解液(yè)  positive electrolyte
電池工作(zuò)時的(dí)電解(jiě)液，因釩離子價態(tài)發生(shēng)變化，其組分不(bù)同於3.5價(jià)電(diàn)解液。正(zhèng)極電解(jiě)液為電池(chí)正(zhèng)極儲罐中(zhōng)溶(róng)液，隻含(hán)有四(sì)價和(hé)五價釩(fán)離子(zǐ)。
負極電(diàn)解(jiě)液  negative electrolyte
電池工(gōng)作(zuò)時的電解(jiě)液(yè)，因(yīn)釩離(lí)子(zǐ)價(jià)態發生(shēng)變化，其(qí)組分不同於3.5價電(diàn)解液。負極電解液為電(diàn)池負極儲罐(guàn)中溶液，隻含有(yǒu)二價和三(sān)價釩離(lí)子(zǐ)。
析出  precipitation
電解液中的(dí)活(huó)性物(wù)質(zhì)發(fā)生(shēng)聚積(jī)或(huò)沉澱(diàn)，從溶液(yè)中(zhōng)分離出(chū)來的現象。
活(huó)性物(wù)質  active materlal
電池(chí)充放電(diàn)過程中(zhōng)，發生氧(yǎng)化還原反應時接受(shòu)電能(néng)和釋(shì)放(fàng)電(diàn)能的(dí)物(wù)質(zhì)。

測試(shì)方(fāng)法
釩(fán)含(hán)量測定(dìng)
原理
以(yǐ)硫磷(lín)酸緩衝溶液為介質，用(yòng)高錳酸(suān)鉀(jiǎ)標(biāo)準(zhǔn)溶(róng)液進(jìn)行滴(dī)定，直至(zhì)出現(xiàn)電(diàn)位突(tū)躍，依據(jù)電(diàn)位突(tū)躍得到對應(yīng)的電解液(yè)體(tǐ)積，計算出相應(yīng)釩離(lí)子(zǐ)濃(nóng)度(dù)。

試(shì)驗(yàn)儀(yí)器
試(shì)驗(yàn)使(shǐ)用(yòng)的(dí)儀(yí)器(qì)及(jí)精度應(yīng)滿(mǎn)足如下要求:
a) 電位(wèi)滴(dī)定儀: 電(diàn)位(wèi)精度(dù)為0.1mV。
b) 分析天平: 精(jīng)度(dù)為0.0001g。
c) 其他實驗室常用(yòng)儀(yí)器(qì)。

測(cè)定步驟
3.5價電解液測(cè)定
3.5價電(diàn)解液的濃度按(àn)如(rú)下(xià)步驟進(jìn)行測試:
a) 準(zhǔn)確移取(qǔ)0.2mL待測液於已(yǐ)放40mL硫(liú)磷酸緩衝溶液(yè)的燒杯中。
b) 在70°C恒溫水浴中， 電位(wèi)滴定(dìng)至先後出(chū)現(xiàn)兩(liǎng)個突(tū)躍終(zhōng)點(diǎn)，按(àn)突躍出(chū)現的(dí)時間先後順序，對(duì)應消耗高(gāo)錳酸鉀(jiǎ)的體積(jī)為V₃和(hé)V₄。
c) 根(gēn)據(jù)突躍(yuè)終(zhōng)點(diǎn)消(xiāo)耗高錳(měng)酸鉀(jiǎ)的(dí)體積(jī)，計(jì)算出相(xiāng)應(yīng)的(dí)釩濃(nóng)度(dù)。
負(fù)極電(diàn)解(jiě)液測定(dìng)
負極(jí)電(diàn)解液濃度(dù)的(dí)測定如下:
a) 準確移取0.2mL待測液於己(jǐ)放(fàng)40mL硫磷酸緩衝溶液的燒(shāo)杯(bēi)中。
b) 70°C恒溫水浴，在氬氣保護(hù)下， 電位(wèi)滴定(dìng)至(zhì)先後出(chū)現三個突躍(yuè)終(zhōng)點，按突躍(yuè)出(chū)現(xiàn)的時(shí)間(jiān)先(xiān)後順序，對應(yīng)消耗(hào)高錳酸鉀(jiǎ)的(dí)體(tǐ)積為V₅
，V₆和V₇。
c) 根據(jù)突躍終(zhōng)點消(xiāo)耗(hào)高錳(měng)酸鉀(jiǎ)的(dí)體積，計(jì)算出相(xiāng)應的(dí)釩濃(nóng)度。
正極電解液測定
正極電(diàn)解液濃(nóng)度(dù)的(dí)測(cè)定如下:
a) 準確(què)移(yí)取0.2mL待測液(yè)於己放40mL硫(liú)磷酸緩(huǎn)衝溶液的(dí)燒(shāo)杯(bēi)中(zhōng)。
b) 在70°C恒(héng)溫水浴中， 電位(wèi)滴(dī)定至(zhì)出現突躍終(zhōng)點，對(duì)應體(tǐ)積(jī)為(wéi)V₈，迅速(sù)加入硫酸(suān)亞(yà)鐵(tiě)銨(ǎn)至電位降(jiàng)到400mV左右(yòu)。
c) 繼(jì)續(xù)用高(gāo)錳(měng)酸鉀標準溶液滴(dī)定至先(xiān)後出現兩個(gè)突躍終點，按突(tū)躍(yuè)出現的(dí)時(shí)間先(xiān)後順(shùn)序，對(duì)應(yīng)消(xiāo)耗(hào)高錳(měng)酸(suān)鉀(jiǎ)的體(tǐ)積(jī)為(wéi)V₉和(hé)V_`10。
d) 根(gēn)據突(tū)躍終(zhōng)點(diǎn)消(xiāo)耗(hào)高錳酸鉀的(dí)體(tǐ)積，即可計(jì)算出相(xiāng)應(yīng)的(dí)釩濃度。

結果計算
3價(jià)和4價(jià)釩離(lí)子(zǐ)濃度(dù)的計(jì)算(suàn)
3價和4價(jià)釩(fán)離子(zǐ)濃(nóng)度按式(shì)(2)和(hé)式(shì)(3)計算:

式中:
C_V(Ⅲ)一一(yī)溶(róng)液(yè)中(zhōng)三(sān)價(jià)釩(fán)離子(zǐ)的濃度，mol/L
；
C_V(Ⅳ)一(yī)一(yī)溶液中四(sì)價(jià)釩離子(zǐ)的(dí)濃度，mol/L
；
C_KMnO4一(yī)一高(gāo)錳酸(suān)鉀(jiǎ)標準溶(róng)液的(dí)濃(nóng)度(dù)，mol/L
；
V₃
，V₄一(yī)一滴定(dìng)時消(xiāo)耗(hào)的(dí)高錳酸鉀(jiǎ)標準溶液(yè)的體(tǐ)積(jī)，mL
；
V 一(yī)一(yī)待測溶液的體積(jī)，mL。
負極(jí)電解(jiě)液(yè)釩離(lí)子濃度(dù)的(dí)計(jì)算
負極電解液釩離(lí)子濃度按(àn)式(shì)(4)和式(shì)(5)計算:

式(shì)中:
C_V(Ⅱ)一一(yī)溶液中二價釩(fán)離子的(dí)濃度，mol/L
；
C_V(Ⅲ)一一溶液中三價釩(fán)離子的濃度，mol/L
；
C_KMnO4一(yī)一高錳酸鉀標準溶(róng)液的濃度，mol/L
；
V₅
，V₇一一(yī)滴(dī)定(dìng)終(zhōng)點時(shí)消耗(hào)的高錳酸(suān)鉀標(biāo)準溶液的體(tǐ)積(jī)，mL
；
V 一一待(dài)測溶液的體(tǐ)積，mL。
正(zhèng)極(jí)電(diàn)解液釩離(lí)子濃度(dù)的計算(suàn)
正極(jí)電(diàn)解液(yè)釩(fán)離(lí)子濃度(dù)按(àn)式(shì)(6)和式(shì)(7)計(jì)算:

式中:
C_V(Ⅳ)一(yī)一溶(róng)液中(zhōng)四(sì)價釩離(lí)子(zǐ)的(dí)濃(nóng)度，mol/L
；
C_V(Ⅴ)一(yī)一(yī)溶(róng)液中五價釩離(lí)子(zǐ)的濃度(dù)，mol/L
；
C_KMnO4一一(yī)高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶(róng)液(yè)的(dí)濃度(dù)，mol/L
；
V₈
，V₉
，V₁₀一一滴定(dìng)終點時消(xiāo)耗的高錳酸(suān)鉀標準(zhǔn)溶液的體積，mL
；
V 一(yī)一待(dài)測(cè)溶液的體積，mL。


京都電子(zǐ)KEM 自(zì)動電(diàn)位滴(dī)定(dìng)儀AT-710S