液流电池系统主要由电堆、电解液和其它系统控制部分组成。电解液充当正负极活性物质,电堆充当电的反应场所。

液流电池电极材料碳毡/石墨毡的生产工艺及关键性能指标介绍

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电堆作为系统的核心材料成本占比31%,其核心零部件为电极、隔膜和双极板,其中电极是电池系统充放电电化学反应场所,其电化学活性好坏直接决定了电堆及系统充放电效率,作为为液流电池核心组件,能提升其运行功率密度、减少因充放电循环导致的能量损失。

1.  碳毡生产工艺

碳毡是指碳纤维在 1000℃温度下进行碳化得到,石墨毡则是炭纤维毡在无氧环境下加热到 2000℃得到的石墨纤维毡。碳毡和石墨毡是多空性毡状纤维材料,二者以其广泛的三维网络结构、高比表面积以及良好的电导率和电化学稳定性成为电极材料的主要材料。

液流电池电极材料碳毡/石墨毡的生产工艺及关键性能指标介绍

参考资料:富莱碳纤
和石墨毡在长期使用时容易发生氧化脱落,因此还需要对其进行改性处理,包括材料本征处理、金属化处理和氧化处理等,或与惰性高分子基体共制成复合材料。

2.  关键性能指标

电极材料的物理化学性能对液流电池有重要影响:

1)电极的导电性和催化性能直接影响电池的极化状态以及电流密度大小,进而影响能量效率;

2)电极材料的物理化学稳定性直接影响电池整体工作稳定性和实际寿命。

液流电池电极材料碳毡/石墨毡的生产工艺及关键性能指标介绍液流电池电极毡性能指标 图摄于幄肯新材展台

因此优异的电极材料须有以下特性:

(1)优异的导电性能:高电导率所对应的优异电学性能对电池系统的整体运行效率以及功率输出有着很大影响,在液流电池中,所使用的电极材料的电阻应尽可能小以降低其在反应过程中欧姆极化程度,提高电池体系整体效率;
(2)突出的机械性能:高机械强度有利于实现催化剂的良好负载,并确保液流电池在运行过程中结构稳定性的保持,以避免电池的内部结构坍塌,进而导致的电池体系崩溃;
(3)具有良好的结构特性:稳定良好的电极材料结构将有助于反应活性物质与电极负载的催化剂的有效接触,促进电解液中氧化还原反应的高效进行;
(4)成本优势及环境友好特性:在满足导电性、机械性能以及结构特性的基础上,应尽可能降低电极成本,减少对环境的影响,以实现液流电池的大范围应用。

3.  相关供应商

由于文章篇幅有限,此部分简单列举一下相关供应商,排名不分先后,欢迎大家加群补充交流,后续将给大家详细介绍各家企业及产品,敬请期待。
  • 江苏米格新材料股份有限公司

  • 沈阳富莱碳纤维有限公司

  • 辽宁金谷炭材料股份有限公司

  • 辽宁顺维碳纤科技有限公司

  • 杭州幄肯新材料科技有限公司

  • 深圳市中和储能科技有限公司

  • 碳能科技股份有限公司

  • 辽宁奥亿达新材料股份有限公司

  • 浙江华熔科技有限公司

  • 山东仁丰特种材料股份有限公司

  • 大连隆田科技有限公司

  • 苏州杰欧新材料科技有限公司

  • 上海科旸新材料有限公司

  • 上海碳动新能源科技有限公司

  • 上海碳际实业集团有限公司

  • 上海骐杰新材料股份有限公司

  • 嘉兴纳科新材料有限公司

  • 安徽天富环保科技材料有限公司

  • 安徽弘昌新材料股份有限公司

  • 四川省江油润生石墨毡有限公司

  • 四川骏瑞碳纤维材料有限公司

  • 四川荣联电子科技有限公司

    ……

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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。
另外欢迎加入通讯录:https://www.aibang360.com/contacts/100278100042
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作者 808, ab