發布時間:2023-12-13 發布者:admin 來源:行業動態 點擊次數:814
液流電池的電極本身不參與電化學反應,但卻是充放電時活性物質反應的場所。
以全釩液流電池為例,電池的正負極電解液含有不同價態的釩離子。電解液分別從儲罐泵入隔膜兩側的電極中,釩離子在電極上得失電子。
放電時,電池與負載相連,電流在兩極間通過,并被送至負載,液流電池將化學能轉化為電能。充電(儲能)時,外部電源連接在電池上,外部電源的電流從電解液中通過,釩離子價態改變,電能轉化為化學能儲存起來。
液流電池的工作原理就決定了對電極材料的要求。碳纖維石墨軟氈適合作為液流電池的電極材料主要是由于這些特性:
1.導電性強:從原絲纖維到碳氈,再到石墨軟氈,材料經過了預氧化、低溫碳化、高溫碳化、石墨化之后,含碳量越來越高,微觀結構越來越接近由碳原子組成的六邊形層狀結構。這種結構使得石墨軟氈的導電性強,能做良好的液流電池電極材料。
2.成本較低:目前液流電池發展的關鍵點之一就是要降低成本。雖然部分貴金屬也可以作為液流電池電極材料,但是成本高。而石墨軟氈成本更低,可以為液流電池的整體降低成本。
3.液體浸潤性好:碳纖維石墨軟氈是由纖維非織造、針刺成型,材料孔隙率合適,比表面積較高,為液流電池電解液的流動提供通道。
4.耐腐蝕性:全釩液流電池電解液含有硫酸,鐵/鉻液流電池電解液含有鹽酸,電極材料需要與電解液長時間接觸(液流電池工作時長可達6小時)。而石墨軟氈耐酸堿性,因此適合于在液流儲能系統中做電極材料。
5.質量輕:液流電池電堆是將十幾個到幾十個電池單體層層組合在一起,每個電池單體中有兩塊電極,因此電極在電堆中用量較大。碳纖維石墨電極氈質量輕,能優化液流電池模塊整體結構,減輕重量。
電極作為電堆的重要組成部分,其特性也對電堆功能有間接影響。為了達到更好的使用效果,米格新材液流電池電極石墨氈區別于熱場保溫石墨軟氈,特別研發。
從原料上看,熱場保溫多用黏膠基石墨氈,其綜合保溫隔熱性能優于PAN基石墨軟氈;而液流電池電極則主要用PAN基軟氈。采用低含油率、高卷曲數的優異PAN纖維,電極氈成品質量更高。
從工藝上看,石墨軟氈如果直接用于液流電池電極,電化學活性和可逆性仍不夠好。液流電池電極氈比保溫石墨氈增加了活化改性工藝。米格新材間斷式低溫活化相對于傳統的高溫活化,能降低接觸電阻,提高庫侖效率、電壓效率等,并且降低在活化過程中對碳纖維強度的損傷,提高產品質量及使用壽命。
從產品上看,相對于保溫氈,液流電池電極氈厚度更薄,對均勻性要求更高。米格新材基于自主研發的連續式生產線生產,厚度均勻性好,有利于液流電池電解液的分布和擴散。
總的來說,液流電池電極石墨氈是新能源儲能領域的重要材料。米格新材持續和科研伙伴、客戶共同探索更好的液流電池材料。液流電池的問世已有約50年,我們仍在向前。