Struktur Tindanan Bateri Aliran Vanadium

Struktur Tindanan Bateri Aliran Vanadium

The sistem penyimpanan tenaga bateri aliran cecair vanadium terutamanya terdiri daripada tindanan bateri, unit storan dan bekalan elektrolit, sistem pengurusan bateri, sistem penukaran kuasa, sistem pengurusan tenaga, dll. Tindanan bateri ialah komponen paling kritikal bagi bateri aliran cecair vanadium (VRFB) dan menentukan kuasa VRFB.

1. Struktur asas

The Timbunan VRFB biasanya dipasang daripada beberapa atau berpuluh-puluh sel tunggal dalam bentuk penekan penapis. Komponen utamanya termasuk: plat hujung, plat panduan, pengumpul arus, plat bipolar, bingkai elektrod, elektrod, membran pengaliran ion dan bahan pengedap. Secara amnya, sel tunggal disambungkan secara bersiri, dengan elektrod positif dan negatif antara dua sel bersebelahan yang disambungkan oleh plat bipolar, dan voltan keluaran pengumpul semasa pada kedua-dua hujung timbunan, dengan itu membentuk timbunan VRFB dengan tahap voltan tertentu. Arus kerja tindanan ditentukan oleh ketumpatan arus operasi sebenar dan kawasan elektrod, bilangan sel tunggal dalam siri dalam tindanan menentukan voltan keluaran dan kuasa tindanan, dan ketumpatan kuasa undian bagi tindanan ditentukan oleh ketumpatan arus kerja berkadar dan voltan sel tunggal.

2. Pengagihan elektrolit
Untuk VRFB, pengagihan aliran elektrolit di dalam bateri adalah faktor utama yang mempengaruhi prestasi tindanan bateri. Elektrolit mengalir ke saluran paip masuk timbunan bateri, memasuki saluran paip biasa, dan mengalir ke saluran aliran cawangan dalam rangka elektrod setiap sel tunggal secara selari satu demi satu, kemudian mengalir melalui elektrod untuk mengambil bahagian dalam tindak balas elektrokimia, dan kemudian mengalir keluar dari timbunan bateri melalui saluran aliran cawangan keluar dan saluran paip biasa. Antaranya, faktor yang memberi kesan paling besar terhadap prestasi timbunan bateri ialah pengaliran elektrolit dalam saluran paip cawangan dalam rangka elektrod dan elektrod. Jika elektrolit dalam elektrod diagihkan secara tidak sekata, ia akan menghasilkan polarisasi kepekatan yang besar, mengurangkan ketumpatan arus kerja timbunan bateri.

Saluran paip biasa bertanggungjawab untuk menyambungkan setiap bateri dalam tindanan bateri dan memainkan peranan untuk mengagihkan elektrolit secara sama rata kepada setiap bateri. Oleh itu, pemilihan bentuk alirannya dan reka bentuk parameter strukturnya secara langsung mempengaruhi keseragaman pengagihan elektrolit dalam elektrod, dengan itu menjejaskan keseragaman voltan timbunan bateri, dan seterusnya menjejaskan prestasi, kestabilan dan hayat perkhidmatan bateri. timbunan.

3. Bahan dan struktur pengedap
VRFB menggunakan membran pengalir ion untuk memisahkan elektrolit pada sisi positif dan negatif. Teknologi pengedap diperlukan dalam tindanan bateri untuk mengelakkan elektrolit pada kedua-dua belah daripada menembusi satu sama lain, mengurangkan kecekapan coulombik dan kapasiti penyimpanan tenaga bagi tindanan bateri, dan meningkatkan keselamatan operasi. Pada masa yang sama, teknologi pengedap juga diperlukan untuk mengelakkan elektrolit daripada bocor ke luar tindanan bateri. Bahan pengedap yang biasa digunakan untuk VRFB ialah bahan getah, yang diperlukan untuk mempunyai rintangan kakisan yang sangat baik, kestabilan kimia dan keanjalan.

4. Penyepaduan tindanan bateri
Plat bipolar, pengedap, bingkai elektrod, elektrod, membran pengalir ion, elektrod, bingkai elektrod, pengedap, dll. disusun bersama untuk membentuk satu sel VRFB. Beberapa atau berpuluh-puluh sel tunggal disusun bersama dalam cara penekan penapis dan pengumpul arus dan plat hujung dipasang pada kedua-dua belah untuk memasang tindanan bateri VRFB. Proses pemasangan tindanan bateri terutamanya dibahagikan kepada dua langkah:

① Kedudukan. Komponen tindanan bateri meningkat dengan ketara dengan peningkatan bilangan sel tunggal. Tindanan bateri 30 kW biasanya terdiri daripada kira-kira 50 sel tunggal, dan terdapat beratus-ratus komponen. Memasang komponen ini satu demi satu mengikut struktur kedudukan boleh mengelakkan salah jajaran untuk memastikan pengedaran seragam elektrolit dan mengelakkan kebocoran.

② Keseragaman tekanan pemasangan. Apabila penekan bertekanan, keselarian permukaan tekanan dan plat hujung dan kelajuan tekanan adalah amat penting. Keselarian yang lemah atau kelajuan larian yang terlalu pantas akan menyebabkan ubah bentuk timbunan bateri dan juga pelepasan komponen.