手把手教您测试液流电池的极化曲线和功率密度曲线（以全钒液流电池体系为例）
1.单电池测试系统搭建
（1）组装单电池，检查密封性能
组装单电池（正确安装膜和石墨毡电极），用软管连接单电池、蠕动泵及储液罐。连接单电池温控器（设置35℃）及充放电测试仪（如新威）。
推荐：一体化液流单电池测试系统（YTH-1）2025升级款（如下图），主要配置如下：
单电池活性面积：2 ×2 cm2
电极：4.35 mm石墨毡
隔膜：50 μm全氟磺酸膜
钒电解液：1.7 M V3.5+ + 4.3 M H2SO4
（点击上述图片查看产品介绍）
（2）电解液活化与预充电
排气：正负极储液罐分别灌入30 mL 3.5价钒电解液，先开蠕动泵循环排气10-30分钟，确保软管和单电池内无气泡。
活化：负极储液罐充氮气10分钟排除空气后密封。电池充放电测试仪的测试线分别接上单电池夹具的正负极铜片。第一次充放电活化步骤：用80 mA/cm2的电流密度（以4 cm2活性面积为例，则设定电流值为4 × 80 = 320 mA）充电至1.65V截止，然后用80 mA/cm2电流密度放电至0.8 V截止。正负极蠕动泵频率设置：100 Hz。
预充电：完成活化后做3 ~ 5圈完整的充放电循环（电密：80 mA/cm2，电压范围：0.8 ~ 1.65 V，泵频率：100 Hz ），让电解液充分活化。
（3）SOC校准
100%SOC：采用小电流密度（50 ~ 80 mA/cm2）对单电池进行充电，截止电压为1.65 V（若条件允许，可额外采用恒压充电至电流小于10 mA/cm2），记录100%SOC下的充电容量数据（记为：RL）；达到截止条件后，静置5 ~ 10分钟，确认开路电压（OCV）稳定在1.4 ~ 1.5 V 左右，此时视为100% SOC。
90%SOC：充放电软件里面设置充电容量截止模式，采用小电流密度（50 ~ 80 mA/cm2）对单电池进行充电至90%RL，此时视为90% SOC。
其他不同SOC状态校准以此类推！
测试过程中一定不要过度放电，否则SOC下降会导致电压异常，表现为曲线“掉得太快”。
2.测试方法 (以新威充放电测试仪为例)
测试采用恒电流放电阶梯法，即间隔相同电流密度步长，恒电流放电相同时间，结束条件为固定时间或截止电压（一般为0.8 V），然后分别记录放电结束后的单电池电压，为了提高数据精度，尽可能的提高点的记录频率。下表是电极有效面积2 ×2 = 4 cm2单电池的测试工步表：
3.数据处理
(1)对每个电流步，取最后10s的电压数据，计算平均值作为该电流下的电压 V。
(2)换算电流密度：J = 电流(A) / 电极面积(cm²) × 1000，单位 mA/cm²。
(3)计算功率密度：P = 电压(V) ×电流(A) / 电极面积(cm²) × 1000，单位 mW/cm²
(4)做双Y轴图：X轴为电流密度（mA/cm²），左Y轴为电压（V），右Y轴为功率密度（mW/cm²）。
示例曲线如下（选取武汉之升新能源客户发表的典型论文）：
【用户成果】祝贺我司用户中科院上海硅酸盐研究所刘宇 / 迟晓伟团队发表 JACS ：铁螯合物的分子裁剪实现长寿命高效率全铁液流电池
不同SOC状态下的单电池极化曲线和功率密度曲线
【用户成果】祝贺我司用户西交大何刚团队发表 Angew ：用于长寿命中性水系有机液流电池的耐质子型氮杂环连接 TEMPO 正极电解质
单电池在50%和100%荷电状态（SOC）下的极化曲线与功率密度曲线
【用户成果】 2026 年首发自然子刊！祝贺我司用户北化孙振宇团队发表 Nature Communications ：通用络合剂赋能的高性能铁 – 铈氧化还原液流电池
单电池在60%、70%、80%、90%和100%的SOC下的极化曲线与功率密度曲线
【用户成果】祝贺我司用户中南大学李洁 & 张晨阳教授发表 Angew ：协同质子 – 电子转移以解锁多酸全充电状态实现高能量密度氧化还原液流电池
单电池在66.7%、100%的SOC下的极化曲线与功率密度曲线
【用户成果】祝贺我司客户中南大学刘伟团队发表 Nature 子刊 : 一种钨多金属氧酸盐介导的开路电压高达 2V 的水系液流电池
单电池极化曲线与功率密度曲线
4.注意事项与常见问题
（1）建议恒流阶梯放电步长10 ~ 50 mA/cm²，步长越小，曲线点越密，越接近准稳态；步长太大，浓差极化会提前出现，造成曲线失真。
（2）容量不要太低即电解液体积不要太少，不然很快就放电结束，未能完整测出放电曲线。
（3）如果有条件可以采用4线接法，即分别监测单电池正负极的电压和电流，4线接法精度更高，2线制（分别接单电池正极和负极）足够测试。
（4）测试夹具导线尽可能的短而粗，避免电阻电感的影响。
