在全球储能的需求持续增长下,液流电池因其安全、扩容便捷等优势,在长时储能领域兴起。液流电池的性能和成本在很大程度上取决于其关键材料,包括电解质液体、膜和电极。这些材料的选择和优化对于实现高效、经济和环保的储能解决方案至关重要。


双极板是液流电池中的核心组件之一,位于两个电池单元之间,既作为电流的导体,也作为隔离层防止电解质交叉混合。双极板通常由导电材料制成,如石墨或涂有导电层的金属。这些板通常具有一定的化学稳定性和耐腐蚀性,以适应电解质的化学性质。
① 导电碳塑双极板:
液流电池双极板、电极、质子膜等关键材料研发与应用
图源:旭能瀚源/导电碳塑双极板
旭能瀚源新材料公司的双极板主要是由高分子树脂和碳系材料混合而成,高分子树脂可分为PP和 PE两种材质,产品厚度范围 0.6mm-1.0mm,体电阻80-150 毫欧/厘米,产品外形尺寸还可根据不同要求进行定制。
导电塑料双极板和电池流道框焊接
双极板的设计包括精密的流道,这些流道用于引导电解质液体流向电池的活性区域。流道的设计直接影响到电池的流体动力学和电化学性能,因此必须精确控制流道的尺寸和形状,以优化电池的效率和功率密度。

液流电池双极板、电极、质子膜等关键材料研发与应用

碳塑双极板的拉伸强度和弯曲强度大,电池压装时不易开裂。碳塑双极板可以与电池流道框焊接,减少一道电解液渗漏环节。液流电池采用碳塑双极板,具有高性价比。

② 石墨电极:

电极材料也是影响液流电池性能的重要因素。电极需要具备高的电导率和化学稳定性,以及良好的电化学催化活性,这样才能有效地促进电荷的转移和提高电池的整体效率。

液流电池双极板、电极、质子膜等关键材料研发与应用

图源:旭能瀚源/电极材料

旭能瀚源石墨电极具有导电率高、机械强度高等优点。由于浸渍树脂,石墨材料可以实现不透气和高强度,但该材料保留了石墨的高导热性和高导电性等有利性能。可以开发和制造用于质子交换膜燃料电池(PEMFC)和液流电池的各种石墨电极板。此外,旭能瀚源新材还可以加工单面或双面有流场的双极板,所有石墨板均可定制。

③ VRFB 质子交换膜:

质子传导膜采用聚偏二氟乙烯作为基础材料,具有稳定的化学性能,包括良好的耐酸性和抗氧化性。

液流电池双极板、电极、质子膜等关键材料研发与应用

图源:旭能瀚源/质子膜

PVDF 材料将聚合物亲水/疏水相互作用引入膜形成中,并提出了一种制备具有纳米级孔的膜的通用且直接的策略。旭能瀚源新材的质子交换膜可用于酸、氧化剂等强腐蚀介质,不仅满足全钒氧化还原液流电池的性能要求,还可应用于金回收、酸回收等领域。


④ 钒电池堆:

全钒电池电堆是全钒液流电池的核心部件,采用先进的加工技术和组装工艺,由旭能瀚源新材自主研发的高性能材料组件组装而成。

液流电池双极板、电极、质子膜等关键材料研发与应用

图源:旭能瀚源/组装电堆

关于旭能瀚源

位于南京的旭能瀚源新材料有限公司,自2018年8月成立以来,便专注于液流电池电池材料及零部件的研发和生产,致力于推动液流储能行业的革新与进步。核心产品涵盖导电碳塑双极板、隔膜、质子传导膜、石墨毡、石墨电极和全钒电池电堆等。

其中,导电碳塑双极板主要应用在全钒液流电池、铁铬液流电池等产品上,且在市场上已有多年的项目应用,产品成熟稳定。

来源:南京旭能瀚源新材料有限公司

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原文始发于微信公众号(艾邦液流电池网):液流电池双极板、电极、质子膜等关键材料研发与应用

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