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金属空气电池竞赛规则

        金属空气电池具有能量密度高、干态储存寿命长、热辐射和噪声 低、使用安全等优点,作为长航时动力源和便携式电源的应用前景非 常广阔。金属空气电池竞赛的主要目的是通过比武展示,激发国内研 制热情,推动关键技术突破,加快推进高电化学活性低自腐蚀负极材 料、长寿命高催化活性正极材料、新型低温电解液的研制进度,加快 推进金属空气电池在军事领域的应用。

一、金属空气电池技术要求

参与本次竞赛的金属空气电池应满足以下技术要求:

  1. 1. 技术形式:镁空、铝空、锌空、锂空;
  2. 2. 电压:12V-15V;
  3. 3. 功率:不小于 25W;
  4. 4. 总重量:不大于 2.5kg;
  5. 5. 外型:不做要求;
  6. 6. 输出接口:正负极接线端子;
  7. 7. 数量:提供 5 个样品。

二、常温能量密度测试过程(25℃)

  1. 1.称重:随机选取后对电池和电解液等总体进行称重,计总质 量为 m21(单位:kg);
  2. 2.放电:以 2.5A 恒电流进行放电,当电压将至 10V 以下时,停 止放电;
  3. 3. 放电能量:计算放电能量 E21(单位 Wh)
  4. 4.能量密度:计算能量密度ρ21=E21/m21(以 Wh/kg 计);
  5. 5.再次随机选择金属空气电池,重复步骤 1)~4),计算总质量 m22,计算放电能量 E22, 计算能量密度ρ22=E22/m22;
  6. 6. 平能量密度:ρ2=(ρ21+ρ22)/2。
  7. 7. 测试结果:能量密度ρ2 为测试结果。

三、低温能量密度测试过程(-25℃)

  1. 1.称重:对电池和电解液等总体进行称重,计总质量为 m31(单 位:kg);
  2. 2.冷冻:在-25±2℃环境舱中搁置 12h;
  3. 3.放电:以 2A 恒电流进行放电,当电压将至 10V 以下时,停止 放电;
  4. 4.放电能量:计算放电能量 E31(单位 Wh),到达 2A 放电时的 启动时间 t3;
  5. 5.能量密度:计算能量密度ρ3=E31/m31(以 Wh/kg 计);
  6. 6.测试结果:能量密度ρ3 与启动时间 t3 为测试结果。

备注:可以采用辅助加热或其他形式启动电池,但其质量需计入总质量。

四、超低温能量密度测试过程(-40℃)

  1. 1.称重:对电池和电解液等总体进行称重,计总质量为 m41(单 位:kg);
  2. 2.冷冻:在-40±2℃环境舱中搁置 12h;
  3. 3.放电:以 2A 恒电流进行放电,当电压将至 10V 以下时,停止放电;
  4. 4.放电能量:计算放电能量 E41(单位 Wh),到达 2A 放电时的 启动时间 t4;
  5. 5.能量密度:计算能量密度ρ4=E41/m41(以 Wh/kg 计);
  6. 6.测试结果:能量密度ρ4 与启动时间 t4 为测试结果。

备注:可以采用辅助加热或其他形式启动电池,但其质量需计入总质量。

五、测试条件

  1. 1. 称重天平由组委会提供,并进行重量测量;
  2. 2. 电子负载由组委会提供,并进行放电能量的测量;
  3. 3. 低温仓由组委会提供,并进行-25℃、-40℃冷冻;
  4. 4. 低温冷启动时间由组委会测量。

六、评比结果

  1. 1. 常温能量密度评比

    采用百分制,常温能量密度ρ61 的得分计算为:
    ρ61=(ρ61o/ ρ61om)×100……(1)
    式(1)中ρ61o为某参赛队伍的常温能量密度,ρ61om为所有参赛 队伍中常温能量密度的最大值。

    按照总得分高低确定排名。

  2. 2. 低温能量密度评比

    采用百分制,低温能量密度ρ62的得分计算为:
    ρ62=(ρ62o/ ρ62om)×100……(2)
    式(2)中ρ62o为某参赛队伍的(ρ3+ρ4)/2,ρ62om为所有参赛队伍中(ρ3+ρ4)/2 的最大值。

    按照总得分高低确定排名。

以上规则由组委会负责解释,组委会拥有最终裁决权。

2019 年 5 月 12 日