La plaque de graphite (également connue sous le nom de plaque bipolaire) de la batterie à flux liquide est le composant fonctionnel principal de la pile, équivalente à la structure + aux vaisseaux sanguins + aux fils de la pile. C'est un composant clé qui connecte les cellules individuelles en série, conduit le courant, distribue l'électrolyte et supporte les électrodes. En tant que matériau préféré pour les systèmes de batteries à flux liquide grand public tels que les batteries à flux redox au vanadium (VRFB) et les batteries à flux zinc-brome, la plaque de graphite exploite ses trois avantages fondamentaux : une conductivité élevée, une excellente résistance à la corrosion et une stabilité chimique. Il remplit plusieurs fonctions, notamment la conduction électronique, l'interface de réaction catalytique stable et la distribution d'électrolyte, déterminant directement l'efficacité énergétique, la durée de vie et le coût du système de la batterie.
Conduction du courant électrique : collectez et conduisez le courant généré à la surface de l'électrode, réalisant ainsi une connexion en série entre les batteries individuelles. L'exigence est que la résistance de surface soit inférieure ou égale à 50 mΩ・cm² et que la résistance dans le sens de l'épaisseur soit inférieure ou égale à 0,1 Ω・cm.
Distribution de l'électrolyte : grâce à la conception de canaux d'écoulement sur la surface de la plaque, répartissez uniformément l'électrolyte sur la surface de l'électrode, maximisant la zone de réaction électrochimique et augmentant la densité d'énergie de 10 à 20 %.
Séparation de batterie unique : isolez physiquement l'électrolyte positif et négatif des batteries simples adjacentes pour éviter les courts-circuits et résister simultanément à la pression d'assemblage de la pile à combustible (0,3-0,8 MPa).
Support structurel : en tant que cadre structurel de la pile à combustible, supporte les électrodes, les séparateurs et autres composants, maintenant ainsi la stabilité structurelle globale de la pile à combustible.
| Indicateurs de performance | Organisation | Feuille de graphite pur | Feuille composite de graphite | Normes de test |
|---|---|---|---|---|
| Conductivité volumique | S/cm | Supérieur ou égal à 1000 | 200-400 | GB/T 3074.2-2019 |
| Résistance de contact | mΩ·cm² | Inférieur ou égal à 30 | Inférieur ou égal à 50 | ASTM D4496-13 |
| Résistance à la flexion | MPa | 25-35 | 50-80 | GB/T 3074.1-2019 |
| Résistance à la compression | MPa | Supérieur ou égal à 80 | Supérieur ou égal à 60 | GB/T 3074.1-2019 |
| Porosité | % | Inférieur ou égal à 3 | Inférieur ou égal à 5 | GB/T24528-2009 |
| Résistance à la corrosion | mm/an | <0.01 | <0.05 | 30 % H₂SO₄, 80 degrés, 1000h |
| Plage d'épaisseur | mm | 3-6 | 0.6-2 | - |
| Tolérance dimensionnelle | mm | ±0.02 | ±0.05 | GB/T1804-2000 |
| Précision du canal d'écoulement | mm | ±0.01 | ±0.03 | Norme de traitement CNC |
| Durée de vie | Année | 15-20 | 10-15 | Dans les conditions d'une batterie à flux liquide entièrement-vanadium |
Flux du processus de production
Flux du processus de production
1. Processus de production de plaques bipolaires en graphite pur
Criblage des matières premières (poudre de graphite de haute-pureté) → Moulage (ajouter un liant) → Moulage à haute-pression (pressage isostatique/moulage par compression) → Frittage à basse-température (800-1200 degrés) → Graphitisation à ultra-haute température (2500-2700 degrés) → Imprégnation sous vide (résine/asphalte) → Frittage secondaire (durcissement) → CNC traitement de précision (gravure du canal d'écoulement) → Traitement de surface (meulage/revêtement) → Contrôle des dimensions et des performances → Emballage et livraison
2. Processus de production de plaques bipolaires composites en graphite
Mélange de matières premières (poudre de graphite + résine + additifs) → Mélange par fusion et plastification → Formage moulé (150-200 degrés, 10-30 MPa) → Solidification et refroidissement → Traitement de surface → Traitement des canaux d'écoulement → Traitement des rainures d'étanchéité → Inspection des performances → Emballage et livraison
Fournir des solutions de conception de plaques bipolaires spécifiquement pour les clients de batteries à flux
Paramètres clés du canal d'écoulement
Largeur : 1-3 mm (équilibre le débit et la perte de pression)
Profondeur : 0,5-2 mm (affecte le temps de séjour de l'électrolyte)
Espacement : 2 à 5 mm (garantit la résistance structurelle et la zone conductrice)
Rayon : R supérieur ou égal à 0,2 mm (réduit la concentration des contraintes et évite les fissures)
Points clés de contrôle du processus
Température de graphitisation : supérieure à 2 500 degrés (pour garantir une conductivité élevée et une faible teneur en cendres)
Processus d'imprégnation : Imprégnation sous pression sous vide (pour améliorer la densité et réduire la porosité à < 3 %)
Traitement CNC : outils diamantés, vitesse de rotation 8 000-12 000 tr/min (pour garantir la précision du canal d'écoulement ± 0,01 mm)
Notre production et nos équipements
Notre service d'assistance téléphonique gratuit :+8615617175030
30
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