Структура стека ванадиевой проточной батареи

Структура стека ванадиевой проточной батареи

система хранения энергии ванадиевой жидкостной батареи В основном состоит из аккумуляторной батареи, блока хранения и подачи электролита, системы управления батареей, системы преобразования энергии, системы управления энергией и т. д. Батарейная батарея является наиболее важным компонентом ванадиевой жидкостной проточной батареи (VRFB) и определяет силу ВРФБ.

1. Базовая структура

Стек VRFB обычно собирается из нескольких или десятков одиночных ячеек в виде фильтр-пресса. Его основные компоненты включают в себя: торцевые пластины, направляющие пластины, токосъемники, биполярные пластины, рамки электродов, электроды, мембраны ионной проводимости и герметизирующие материалы. Как правило, отдельные ячейки соединяются последовательно, при этом положительные и отрицательные электроды между двумя соседними ячейками соединены биполярными пластинами, а токосъемники выводят напряжение на обоих концах стека, образуя таким образом стек VRFB с определенным уровнем напряжения. Рабочий ток стека определяется фактической плотностью рабочего тока и площадью электродов, количество одиночных ячеек, включенных последовательно в стек, определяет выходное напряжение и мощность стека, а номинальная плотность мощности стека определяется номинальная рабочая плотность тока и напряжение одной ячейки.

2. Распределение электролита
Для VRFB распределение потока электролита внутри батареи является ключевым фактором, влияющим на производительность аккумуляторной батареи. Электролит втекает во впускной трубопровод аккумуляторной батареи, поступает в общий трубопровод и течет в ответвленные каналы потока в электродной рамке каждой отдельной ячейки параллельно один за другим, затем протекает через электрод для участия в электрохимической реакции. и затем вытекает из аккумуляторной батареи через проточный канал выпускного отвода и общий трубопровод. Среди них фактором, оказывающим наибольшее влияние на работоспособность аккумуляторной батареи, является течение электролита в отводном трубопроводе в электродной рамке и электроде. Если электролит в электроде распределен неравномерно, это приведет к большой концентрационной поляризации, снижающей рабочую плотность тока батареи.

Общий трубопровод отвечает за соединение каждой батареи в аккумуляторном блоке и играет роль равномерного распределения электролита по каждой батарее. Таким образом, выбор формы его потока и расчет его структурных параметров напрямую влияют на равномерность распределения электролита в электроде, тем самым влияя на однородность напряжения аккумуляторной батареи и дополнительно влияя на производительность, стабильность и срок службы батареи. куча.

3. Герметизирующие материалы и конструкции
VRFB использует ионопроводящую мембрану для разделения электролитов на положительных и отрицательных сторонах. В аккумуляторном блоке необходима технология герметизации, чтобы предотвратить проникновение электролитов с двух сторон друг в друга, снизить кулоновский КПД и энергоемкость аккумуляторного блока, а также повысить эксплуатационную безопасность. В то же время необходима технология герметизации, чтобы предотвратить утечку электролита за пределы аккумуляторной батареи. Обычно используемым уплотнительным материалом для VRFB является резиновый материал, который должен обладать превосходной коррозионной стойкостью, химической стабильностью и эластичностью.

4. Интеграция аккумуляторной батареи
Биполярные пластины, пломбы, рамки электродов, электроды, ионопроводящие мембраны, электроды, рамки электродов, пломбы и т. д. складываются вместе, образуя единую ячейку VRFB. Несколько или десятки отдельных элементов складываются вместе наподобие фильтр-пресса, а токосъемники и торцевые пластины устанавливаются с обеих сторон, чтобы собрать аккумуляторный блок VRFB. Процесс сборки аккумуляторной батареи в основном делится на два этапа:

① Позиционирование. Компоненты аккумуляторной батареи значительно увеличиваются с увеличением количества отдельных ячеек. Батарейный блок мощностью 30 кВт обычно состоит из примерно 50 отдельных ячеек и состоит из сотен компонентов. Сборка этих компонентов один за другим в соответствии со структурой расположения позволяет избежать перекоса, обеспечить равномерное распределение электролита и предотвратить утечку.

② Равномерность давления сборки. Когда пресс находится под давлением, параллельность поверхности давления и торцевой пластины, а также скорость давления чрезвычайно важны. Плохая параллельность или слишком высокая скорость работы могут привести к деформации аккумуляторной батареи и даже выбросу компонентов.