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液流电池的“肌肉”——电极毡

发布时间:2023-12-13 发布者:admin 来源:行业动态 点击次数:810


1689339379230491.png液流电池是如何工作的?

液流电池的电极本身不参与电化学反应,但却是充放电时活性物质反应的场所。

以全钒液流电池为例,电池的正负极电解液含有不同价态的钒离子。电解液分别从储罐泵入隔膜两侧的电极中,钒离子在电极上得失电子

放电时,电池与负载相连,电流在两极间通过,并被送至负载,液流电池将化学能转化为电能。充电(储能)时,外部电源连接在电池上,外部电源的电流从电解液中通过,钒离子价态改变,电能转化为化学能储存起来。


1689339379230491.png为什么是石墨软毡?

液流电池的工作原理就决定了对电极材料的要求。碳纤维石墨软毡适合作为液流电池的电极材料主要是由于这些特性:


1.导电性强:从原丝纤维到碳毡,再到石墨软毡,材料经过了预氧化、低温碳化、高温碳化、石墨化之后,含碳量越来越高,微观结构越来越接近由碳原子组成的六边形层状结构。这种结构使得石墨软毡的导电性强,能做良好的液流电池电极材料。


2.成本较低:目前液流电池发展的关键点之一就是要降低成本。虽然部分贵金属也可以作为液流电池电极材料,但是成本高。而石墨软毡成本更低,可以为液流电池的整体降低成本。


3.液体浸润性好:碳纤维石墨软毡是由纤维非织造、针刺成型,材料孔隙率合适,比表面积较高,为液流电池电解液的流动提供通道。


4.耐腐蚀性:全钒液流电池电解液含有硫酸,铁/铬液流电池电解液含有盐酸,电极材料需要与电解液长时间接触(液流电池工作时长可达6小时)。而石墨软毡耐酸碱性,因此适合于在液流储能系统中做电极材料。


5.质量轻:液流电池电堆是将十几个到几十个电池单体层层组合在一起,每个电池单体中有两块电极,因此电极在电堆中用量较大。碳纤维石墨电极毡质量轻,能优化液流电池模块整体结构,减轻重量。


1689339379230491.png什么样的石墨软毡更适合液流电池?

电极作为电堆的重要组成部分,其特性也对电堆功能有间接影响。为了达到更好的使用效果,澳门新甫京娱乐娱城平台液流电池电极石墨毡区别于热场保温石墨软毡,特别研发。

从原料上看,热场保温多用黏胶基石墨毡,其综合保温隔热性能优于PAN基石墨软毡;而液流电池电极则主要用PAN基软毡。采用低含油率、高卷曲数的优异PAN纤维,电极毡成品质量更高。


从工艺上看,石墨软毡如果直接用于液流电池电极,电化学活性和可逆性仍不够好。液流电池电极毡比保温石墨毡增加了活化改性工艺。澳门新甫京娱乐娱城平台间断式低温活化相对于传统的高温活化,能降低接触电阻,提高库仑效率、电压效率等,并且降低在活化过程中对碳纤维强度的损伤,提高产品质量及使用寿命。


从产品上看,相对于保温毡,液流电池电极毡厚度更薄,对均匀性要求更高。澳门新甫京娱乐娱城平台基于自主研发的连续式生产线生产,厚度均匀性好,有利于液流电池电解液的分布和扩散。


总的来说,液流电池电极石墨毡是新能源储能领域的重要材料。澳门新甫京娱乐娱城平台持续和科研伙伴、客户共同探索更好的液流电池材料。液流电池的问世已有约50年,我们仍在向前。