液流电池系统中,密封件扮演着至关重要的角色,它们负责防止电解液泄漏并确保电池单元间的隔离。高品质的密封件不仅能提高电池效率,还能防止短路和环境污染等安全风险。因此,选择合适的密封方式和材料对于液流电池的性能和寿命至关重要。
液流电池密封件设计与材料选择
图源:世泓智能装备

一、密封方式的选择

液流电池密封的主要方式包括面密封和线密封:

  • 面密封:此方法需要较大的组装压力,常用的材料有弹性材料如硅橡胶,但随着时间的推移,这些材料可能会发生变形和老化。

  • 线密封:这种方式所需的组装压力较小,但对密封件的加工精度要求较高,更适合于精细加工的应用场合。

在实际应用中,液流电池系统通常建议采用面密封方式,这样可以较好地平衡组装难易度和长期耐用性。

 

二、密封材料的选用

液流电池的工作环境要求密封材料必须具有优异的耐腐蚀性能、宽广的温度适应性能及良好的压缩性。目前常用的密封材料包括:

  • 硅橡胶:优良的耐温和耐化学性能。

  • 氟橡胶:极好的耐化学腐蚀性,适用于高温环境。

  • TPV片材:热塑性弹性体,具有良好的耐磨损性。

  • PVC软玻璃:成本较低,但耐腐蚀性能适中。
液流电池密封件设计与材料选择

图摄于珑翔橡胶(大连)展台

液流电池密封件设计与材料选择

图摄于大连益大精密橡胶展台

液流电池密封件设计与材料选择

明科橡胶| 注:因保密协议该图为非实物图

液流电池密封件设计与材料选择
图源:鑫辉科技
 

三、密封技术的创新

除传统密封方法外,液流电池也探索了以下创新密封技术:

● 结构粘接一体化密封:例如,使用聚烯烃胶膜通过热压固化与被粘接材料(如PP板、质子膜)结合,形成密封。

● 原位固化:在极板面涂布液态胶,通过固化后与对应面紧密结合形成密封。

● 垫圈:采用手工贴合或一体化注成的方法,通过模具控制精度达到密封效果。

● 弹性粘接一体化密封:应用UV聚烯烃进行液态涂胶,固化后与接触面密封。
液流电池密封件设计与材料选择

杜科新材:DB750系列粘接密封胶

通过以上方法和材料的精心选择与应用,可以大幅提升液流电池的安全性、效率和寿命。随着技术的进步和材料科学的发展,预计将出现更多创新的密封技术,进一步推动液流电池技术的商业化和应用普及。
液流电池(Flow Battery)是一种可充电电池,它通过液体电解质的流动来存储电能。与传统的固态电池(如锂离子电池)不同,液流电池的能量存储组件(电解质)是分离的,通常储存在外部容器中,在充放电过程中通过电池单元循环。
液流电池是一种活性物质存在于液态电解质中的电池技术,电解液在电堆外部,在循环泵的推动下流经电堆,实现化学能与电能的转换。国际上液流电池主要有全钒液流电池、锌溴电池、铁铬电池、多硫化钠溴电池4种技术路线。
其中全钒液流电池目前产业链建设和技术成熟度相对较高。全钒液流电池系统由功率单元(电堆),能量单元(电解液和电解液储罐),电解液输送单元(管路、阀、泵、传感器等辅助部件)以及电池管理系统等组成。其中,电堆由离子交换膜、电极、双极板、电极框、密封等材料构成。液流电池生产线包括(双极板,膜裁切,碳毡裁切,电堆堆叠组装)等。欢迎申请加入微信群。
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作者 808, ab