新能源电化学的相关标准和表征方法【免费下载课件】
今天是课程的最后一节课，讲授课程的第四个部分“能源电化学研究方法”。包含两个章节“能源电化学的相关标准”和“能源电化学的表征技术”。
这两个章节的内容是相互联系的，即研究要依据标准进行，不能各说各话。所以先讲标准，再讲技术。标准部分的内容略讲，在表征技术部分结合这些标准来讲。
在能源电化学领域，当前学术界和产业界之间在技术落地问题上仍然存在较大不同认识。学术界更关注科学规范和原理验证，产业界更关注生产标准和技术落地。比如寻找新型电极材料，实验室多以扣式电池进行测试，而实际产品多以方形电池、圆柱形为主，从而在实验室电池性能和工厂产品电池性能存在较大差异。
产业界已经在全力为产品的通用化、标准化、共识化打造规范，制订产品的最低要求。以应用为导向的学术研究本应以产业界的标准为指引，但目前还没有看到学术界研发建立标准——比如器件规格、活性材料担载量、催化剂载量、测试环境要求等——的迹象。即使不建立标准，起码建立一个独立评价机构是必要的，就像光伏电池材料发Nature往往去做个NREL的效率认证。
能源电化学行业的生产活动会受到相关标准的直接影响，某类电池的相关标准是否完善更是表明了其生产和应用是否已经成熟。铅酸电池被开发较早，使用场景相当广泛，因此相关标准较为完善。我国现行的铅酸电池的相关标准有105条，占能源电化学技术相关标准的约三分之一。
2004年起我国锂离子电池行业开始崛起，国际市场份额达到38%，2022年我国锂离子电池行业产能位居全球第一。锂离子电池在动力电池中的应用日趋成熟，因此相关标准也在紧急制定中，截至2024年12月近5年公布的标准就有43条。
燃料电池和液流电池的多数相关标准是2020年后制定的，这与国家大力发展可持续新能源战略有关。由于这两种电池结构的特殊性，标准侧重于电池设计、安全性和性能的测试方面，标准的内容还需要进一步完善。
热电池和核电池虽然已经开发出来数十年，但是应用范围过窄，一般仅用于军工或航天领域，因此尚无相关标准被公布。
本节课程主要分为五个部分分别介绍原电池、铅酸蓄电池、锂离子电池、燃料电池和液流电池的相关标准。
因为能源电化学的表征技术大多数属于“仪器分析”的范围，所以本章先讲仪器及其原理，主要讲解两电极系统对应的电池测试仪和三电极系统对应的电化学工作站。
第二块，电池的各项性能表征。除了介绍相应的技术原理，还依据国标或行标给出了具体的操作指南。
第三块，电池材料的研究方法，对于常见的循环伏安法、电化学阻抗谱和恒电流充放电没有过多介绍，重点介绍了两种较新的锂离子电池的测试技术——库仑滴定时间分析法（CTTA）和恒电流间歇滴定法（GITT）。
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