ICS 77.120.99 YS CCS H 14 中华人民共和国有色金属行业标准 YS/TXXXX.1—202X 全钒液流电池用电解液化学分析方法 第1部分：钒含量的测定 电位滴定法 Methods for chemical analysis of electrolyte for vanadium redox flow battery Part 1: Determination of vanadium content- Potentiometric titration （报批稿） 202×-××-××发布 202×-××-××实施 中华人民共和国工业和信息化部发布 YS/TXXXX.1—202X 前言 草。 本文件是YS/TXXXX《全钒液流电池用电解液化学分析方法》的第1部分。YS/TXXXX已经发布了以 下部分： 一一第1部分：钒含量的测定电位滴定法； 一一第2部分：硫酸根含量的测定重量法。 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。 本文件由全国有色金属标准化技术委员会（SAC/TC243）提出并归口。 本文件起草单位：大连融科储能集团股份有限公司、中国科学院大连化学物理研究所、广东省科学 院工业分析检测中心、西安汉唐分析检测有限公司、国合通用（青岛）测试评价有限公司、瑞士万通中 国有限公司、梅特勒托利多科技（中国）有限公司、上海微谱检测科技集团股份有限公司、昆明治金研 究院有限公司、大连融科储能技术发展有限公司、攀钢集团钒钛资源股份有限公司、四川钒融储能科技 有限公司。 本文件主要起草人：曾繁武、姜雪莲、李先锋、杜翠娟、刘智宁、孙佳伟、蒋佳洁、熊小斌、杨雪 茹、刘斌华、袁春伟、韦春伟、李超、王良、荣涛、杨伊涵。 1 YS/T XXXX.1—202X 引言 全钒氧化还原液流电池作为一种新型的大规模高效电化学储能技术，具有可快速充放电，充放电效 率高、循环寿命长、自放电小、环境友好、结构简单、电池设计灵活、使用安全等优点。钒电解液作为 全钒液流电池核心组成之一，被称为电池的血液。然而，目前与钒电解液产品标准GB/T37204-2018《全 钒液流电池用电解液》相配套的化学分析方法标准仍缺乏。因此，函需建立一套针对全钒液流电池用电 解液化学成分的分析方法标准，完善全钒液流电池用电解液的标准体系，以满足材料生产、应用和检测 的迫切需求 YS/TXXXX《全钒液流电池用电解液化学分析方法》拟由七个部分构成， 第1部分：钒含量的测定电位滴定法； 第2部分：硫酸根含量的测定重量法； 一第3部分：磷含量的测定铋磷钼蓝分光光度法； 一一第4部分：氨含量的测定纳氏试剂分光光度法； 一第5部分：亚硫酸根含量的测定碘氧化分光光度法； 第6部分：杂质元素含量的测定电感耦合等离子体原子发射光谱法； 一第7部分：痕量杂质元素含量的测定电感耦合等离子体质谱法 本文件填补了国内外在全钒液流电池用电解液中钒含量检测方法标准空白，为实现电解液中的钒含 量的控制提供了基础，对于提升电解液质量控制水平具有重要的指导意义。 II YS/TXXXX.1—202X 全钒液流电池用电解液化学分析方法 第1部分：钒含量的测定 电位滴定法 1范围 本文件适用于全钒液流电池用电解液中三价钒及全钒含量的测定。三价钒含量测定范围：0.200 mol/L~1.000mol/L；全钒含量测定范围：1.000mol/L~2.000mo1/L。 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（包括所有的修改单）适用于本 文件。 GB/T6682分析实验室用水规格和试验方法 GB/T8170数值修约规则与极限数值的表示和判定 3术语和定义 本文件没有需要界定的术语和定义。 4原理 试料在磷酸介质条件下，采用电位滴定仪，以高锰酸钾标准滴定溶液滴定至不同的电位突跃点，根 跃点间对应消耗的高锰酸钾标准溶液体积计算全钒的含量。 5试剂或材料 除非另有说明，在分析中仅使用确认为分析纯的试剂。 5.1水，GB/T6682，二级。 5.2磷酸（p=1.69g/mL）。 5.3高锰酸钾标准滴定溶液［CkMno，～0.03mo1/L]，其配置和标定按以下步骤进行： a）配制：称取13.0g高锰酸钾，溶于3L水中，加热至沸腾并保持微沸1h，冷却至室温，再用水 补至3L。于暗处放置两周，采用在同样浓度的高锰酸钾溶液中缓缓煮沸5min的砂芯漏斗过滤。 滤液于棕色试剂瓶中置于暗处常温保存。 b）标定：称取0.08g（精确至0.0001g）于105℃～110℃烘箱中干燥至恒重的草酸钠基准试剂 溶解于60mL硫酸（8+92），再用水补至150mL，在水浴锅中加热至65℃，采用电位滴定仪中的 “动态”模式下以高锰酸钾标准滴定溶液趁热滴定至电位突跃点。同时做空白试验。高锰酸钾标 准滴定溶液的浓度以摩尔浓度CkMmo.计，数值以mo1/L表示，按公式（1）计算： 0.4×mP×103 CkMnO, :(1) M -(V-V.) 式中： 0.4一一高锰酸钾与草酸钠反应摩尔比； m一一称取草酸钠基准试剂的质量，单位为克（g）； YS/T XXXX.1—202X P一一草酸钠基准试剂的质量分数； M一草酸钠的摩尔质量133.998，单位为克每摩尔（g/moL）； V一一标定过程消耗高锰酸钾标准滴定溶液的体积，单位为毫升（mL）； 一空白试验消耗高锰酸钾标准滴定溶液的体积，单位为毫升（mL）； 计算结果表示至小数点后五位。数值修约按GB/T8170的规定执行。 6仪器设备 电位滴定仪：配有铂环复合电极。 7样品 试料为液态，取样后可直接检测。 8试验步骤 8.1试料 移取5.00mL样品（7）。 8.2平行试验 平行做两份试验，取其平均值。 8.3空白试验 随同试料做空白试验。 8.4测定 8.4.1 将试料（8.1）置于100mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。 8.4.2移取10.00mL上述溶液（8.4.1）于已经加入10mL磷酸（5.2）的250mL烧杯中。用水冲洗 杯壁后补至150mL。 溶液（5.3）滴定至第一个电位突跃点，记录对应消耗的高锰酸钾标准滴定溶液体积V；继续滴定至第 二个电位突跃点，并记录对应的滴定体积V。 9试验数据处理 9.1三价钒含量以摩尔浓度cv+计，数值以mo1/L表示，按公式（2）计算： (V; -V.).CkMmo. ×5×100 (2) Vz-V 式中： V一一至第一个电位突跃点对应消耗的高锰酸钾标准滴定溶液的体积，单位为毫升（mL）； 一空白试验消耗高锰酸钾标准滴定溶液的体积，单位为毫升（mL）； V- 高锰酸钾标准滴定溶液的浓度，单位为摩尔每升（mo1/L）； CkMn04 5一一高锰酸钾标准滴定溶液与钒反应的摩尔比： 100— 一稀释试料的体积，单位为毫升（mL）； V一一试料体积，单位为毫升（mL）； Va 分取试液体积，单位为毫升（mL）； 计算结果表示至小数点后三位。数值修约按GB/T8170的规定执行。 9.2全钒含量以摩尔浓度c计，数值以mo1/L表示，按公式（3）计算： 4 YS/T XXXX.1—202X (V。-V,).CkMmo. ×5×100 (3) Cy Vz-Vs 式中： 至第二个电位突跃点对应消耗的高锰酸钾标准滴定溶液的体积，单位为毫升（mL）； 计算结果表示至小数点后三位。数值修约按GB/T8170的规定执行。 10精密度 10.1 重复性 在重复性条件下获得的两次独立测试结果的测定值，在表1给出的平均值范围内，两个测试结果的 绝对差值不超过重复性限（r），超过重复性限（r）的情况不超过5%，重复性限（r）按表1数据采用线 性内插法或外延法求得。精密度试验数据统计结果见附录A。 表 1 重复性限 单位为摩尔每升 Cyrs+ 0. 203 0. 378 0. 583 0. 763 r 0.003 0. 006 0.007 0.008 C 1. 043 1. 204 1.514 1.803 r 0. 007 0. 009 0. 012 0. 013 10.2再现性 在再现性条件下获得的两次独立测试结果的测定值，在表2给出的平均值范围内，两个测试结果的 绝对差值不超过再现性限（R），超过再现性限（R）的情况不超过5%，再现性限（R）按表2数据采用线 性内插法或外延法求得。精密度试验数据统计结果见附录A。 表2再现性限 单位为摩尔每升 Cys+ 0.203 0. 378 0.583 0. 763 R 0. 014 0. 021 0. 028 0. 033 1. 043 1. 204 1.514 1. 803 R 0.026 0. 020 0. 023 0.026 11 试验报告 试验报告至少应给出以下几个方面的内容： 试验对象； 本文件编号； 分析结果及其表示； 与基本分析步骤的差异； 观察到的异常现象； 试验日期。 YS/TXXXX.1—202X 附录A （资料性） 精密度试验数据统计 精密度数据是由9家实验室对三价钒含量和全钒含量的4个不同水平样品进行共同试验确定的，每个 实验室对每个水平的三价钒和全钒含量在重复性条件下独立测定11次。 数据统计结果表A.1。 表A.1 精密度试验数据统计结果 重复性标 再现性标 再现性限 平均值 重复性限（r) 可接受实 可接受数 元素 水平 准差（S.) 准差（S） (v) 验室个数 据个数 mol/L mol/L mo1/L mol/L mo1/L 1# 9 99 0. 763 0. 0