Bipolarplatte aus Kohlefaserverbundwerkstoff für Vanadium-Redox-Flow-Batterie (VRFB)

Markenqualitätsservice

Ultimative Korrosionsbeständigkeit, geeignet für raue Arbeitsbedingungen mit starker VRFB-Säure und starker Oxidation

Der VRFB-Elektrolyt ist ein 2-5 M Schwefelsäuresystem, das hoch-valente Vanadiumionen (VO₂⁺) enthält und extrem starke oxidierende und korrosive Eigenschaften aufweist. Die Bipolarplatte aus Kohlefaserverbundstoff basiert auf korrosionsbeständigem PP/PVDF-Harz, kombiniert mit chemisch inerten Kohlefasern und Graphitfüllstoffen, wodurch eine stabile chemische Struktur entsteht. Es korrodiert oder löst sich über einen langen Nutzungszeitraum nicht auf und es werden keine Metallionen oder Verunreinigungen freigesetzt, wodurch Elektrolytverunreinigungen, Vanadiumionen-Valenzstörungen usw. grundsätzlich vermieden werden, eine 15–20-jährige Lebensdauer der Batterie gewährleistet wird und die langfristigen Serviceanforderungen von Energiespeicherprojekten vollständig erfüllt werden.

Starke mechanische Eigenschaften lösen die Kernprobleme herkömmlicher Graphitplatten

Bipolarplatten aus reinem Graphit weisen eine hohe Sprödigkeit und eine geringe Biegefestigkeit auf (<30MPa), and are prone to damage during assembly (damage rate 15%-20%), which seriously affects the yield of the stack. Carbon fiber as the reinforcing phase can significantly improve the mechanical properties of the composite bipolar plate: the tensile strength is increased to 35-50MPa, the bending strength reaches 40-60MPa, and the toughness is significantly enhanced, with resistance to compression, bending, and cracking. During assembly, it can closely fit and seal the gasket, withstand the high assembly pressure of the stack without deformation, effectively reducing assembly losses, and simultaneously improving the structural stability of the stack, reducing the risk of sealing failure during long-term operation.

Effiziente Leitfähigkeit, reduziert den Energieverlust der Batterie

Kohlenstofffasern und Graphit bilden ein kontinuierliches und dichtes leitfähiges Netzwerk, wodurch die Volumenleitfähigkeit der zusammengesetzten Bipolarplatte 50–100 S/cm erreichen kann, mit einem Kontaktwiderstand von nur 10–30 mΩ・cm² ​​(unter Druckbedingungen). Diese Eigenschaft kann die ohmschen Polarisations- und Kontaktpolarisationsverluste von VRFB erheblich reduzieren und so die Spannungseffizienz und Energieeffizienz der Batterie verbessern (die Energieeffizienz ist 3–5 % höher als die von gewöhnlichen Verbundplatten). Gleichzeitig sorgt das gleichmäßige leitfähige Netzwerk für eine reibungslose Stromübertragung innerhalb der Bipolarplatte, wodurch lokale Wärmestaus vermieden und die Stabilität des Batteriebetriebs weiter gewährleistet werden.

Hervorragende Dichtungsleistung und geringes Gewicht, geeignet für den Einsatz-großer Energiespeicher

Versiegelung: Die Harzmatrix füllt die Poren zwischen Graphit und Kohlenstofffasern, wodurch die Porosität der zusammengesetzten Bipolarplatte auf unter 5 % reduziert wird, mit ausgezeichneter Luftdichtheit, wodurch Elektrolytaustritt und Quer-flüssigkeit vollständig verhindert werden und die durch Elektrolytquer-verbindungen verursachte Abnahme der Stromeffizienz vermieden wird; Die Ebenheit der Platte ist hoch (Toleranz ±0,01 mm) und ihre Kompatibilität mit der Dichtung ist gut, was die Dichtleistung des Stapels weiter stärkt.

Häufiges Problem

• Verdera Medizinschrank-Montagestange

  I. Gesamtprozessroute
  Rohstoffauswahl und -verhältnis → Hochgeschwindigkeitsmischen und -compoundieren → Formstoffverteilung und Vor-legen → Hoch-Temperatur- und Hoch-druckformen für eine integrierte ein-Schrittformung → Druckhaltung und Kühlung für die Formgebung → Entformen und Schneiden → Oberflächennachbearbeitung → Präzise Inspektion und Lagerung
  II. Detaillierte Prozessbeschreibung jeder Phase
  1. Rohstoffauswahl und Formelverhältnis
  Verwenden Sie hoch{0}reinen Flockengraphit + kurze{2}}geschnittene hochwertige-Kohlenstofffasern + korrosionsbeständiges PVDF/PP-Harz als Hauptrohstoffe, kombiniert mit einer kleinen Menge an Haftvermittlern und Dispergieradditiven.
  Der gesamte Kohlenstofffüllstoff macht 60 bis 90 % aus, davon 5 bis 15 % Kohlenstofffasern, die eine Rolle bei der Zähigkeit, Stärkung und dem Aufbau eines leitfähigen Netzwerks spielen;
  Das Harz dient als Bindungsbasis, ist beständig gegen starke Säuren und Oxidation durch Vanadiumionen und eignet sich für langfristige Betriebsbedingungen des VRFB-Schwefelsäureelektrolyten.
  Das präzise Verhältnis gewährleistet das Gleichgewicht von vier Leistungsindikatoren: Leitfähigkeit, mechanische Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Luftdichtheit.
  2. Hochgeschwindigkeitsmischen + versiegeltes Formen
  Zunächst erfolgt ein mechanisches Hochgeschwindigkeitsrühren von Graphitpulver und Kohlefaserpulver, um die Fasercluster zu dispergieren und eine gleichmäßige Dispersion zu erreichen.
  Dann wird das Pulver in den Doppelschneckenextruder gegeben, der auf 170 bis 210 Grad eingestellt ist, um das Harz zu schmelzen, sodass das Harz vollständig eindringen, Graphit und Kohlenstofffasern einkapseln und eine homogene Verbundmischung bilden kann.
  Prozessfunktion: Konstruieren Sie einen kontinuierlichen Leiterpfad, vermeiden Sie hohe lokale Widerstände und stellen Sie gleichzeitig sicher, dass die Kohlefaser nicht bricht oder agglomeriert.
  3. Zerkleinerung und Granulierung + gleichmäßige Verteilung der Form
  Das körnige Material wird nach dem Compoundieren abgekühlt und in gleichmäßige Partikel zerkleinert;
  Das Material wird entsprechend der Plattendicke mengenmäßig in die dafür vorgesehene Stahlform gegeben und manuell oder automatisch abgeflacht, um eine gleichmäßige Schichtdicke zu gewährleisten und eine ungleichmäßige Dicke und Stromverteilung nach dem Formen zu verhindern.
  4. Kernprozess: Hoch-Temperatur- und Hoch-Druckformen für eine integrierte einstufige Umformung
  Dies ist die gängigste und ausgereifteste Formmethode für VRFB-Verbundbipolarplatten.
  Formtemperatur: 180 bis 220 Grad
  Formdruck: 8 bis 15 MPa
  Isolations- und Druckhaltezeit: 15 bis 30 Minuten
  Die Form wird mit schlangenförmigen/parallelen/kreuz{2}fingerförmigen Elektrolytströmungskanälen vor-bearbeitet, und die Strömungskanäle, Führungsnuten und Dichtkanten werden direkt während des Formprozesses herausgedrückt, ohne dass eine anschließende aufwändige Fräsbearbeitung erforderlich ist.