I. Parcours global du processus
Sélection et rapport des matières premières → Mélange et mélange à haute-vitesse → Distribution et pré-pose des matériaux moulés → Moulage à haute-température et haute-pression et formage en une-étape → Rétention de pression et refroidissement pour le façonnage → Démoulage et découpe → Post-traitement de surface → Inspection et stockage de précision
II. Description détaillée du processus de chaque étape
1. Sélection des matières premières et rapport de formule
Utilisez du graphite en flocons de haute-pureté + une fibre de carbone de haute-coupe courte-de haute qualité + une résine PVDF/PP résistante à la corrosion-comme matières premières principales, combinées à une petite quantité d'agents de couplage et d'aides à la dispersion.
La charge totale de carbone représente 60 % à 90 %, dont la fibre de carbone représente 5 % à 15 %, jouant un rôle dans le durcissement, le renforcement et la construction d'un réseau conducteur ;
La résine sert de matrice de liaison, résistante aux acides forts et à l'oxydation des ions, adaptée aux conditions de travail à long terme -de l'électrolyte d'acide sulfurique VRFB ;
Un rapport précis garantit l'équilibre de quatre propriétés : conductivité, résistance mécanique, résistance à la corrosion et étanchéité à l'air.
2. Mélange à grande vitesse-+ moulage scellé
Premièrement,-agitation mécanique à grande vitesse de la poudre de graphite et de la poudre de fibre de carbone pour disperser les amas de fibres et obtenir une dispersion uniforme ;
Ensuite, ajoutez la poudre dans l'extrudeuse à double vis-, contrôlée entre 170 et 210 degrés pour faire fondre la résine, permettant ainsi à la résine de pénétrer complètement, d'encapsuler le graphite et la fibre de carbone et de former un mélange composite homogène.
Fonction du processus : Construire un chemin conducteur continu pour éviter une résistance locale élevée, tout en garantissant que la fibre de carbone ne se brise pas ou ne s'agglomère pas.
3. Concassage et granulation + répartition uniforme des moisissures
Refroidissez et écrasez le matériau du bloc moulé en particules uniformes ;
Posez quantitativement le matériau sur le moule en acier dédié en fonction de l'épaisseur de la plaque, aplatissez manuellement ou automatiquement pour garantir une épaisseur de couche uniforme et éviter les écarts d'épaisseur de la plaque et la répartition inégale du courant après le moulage.
4. Processus de base : moulage en une étape-à haute-température et haute-pression
Il s'agit de la méthode de formage la plus courante et la plus mature pour les plaques bipolaires composites VRFB.
Température de formage : 180 à 220 degrés
Pression de formage : 8 à 15 MPa
Temps de rétention thermique et de rétention de pression : 15 à 30 minutes
Le moule est prétraité-avec des canaux d'écoulement d'électrolyte de type serpent-en forme de serpent/parallèle/croisé-à doigts, et les canaux d'écoulement, les rainures de guidage et les bords d'étanchéité sont directement pressés pendant le processus de moulage sans qu'il soit nécessaire de procéder à un fraisage approfondi ultérieur.
Fonction de processus :
La résine est entièrement réticulée-et durcie, la plaque est densifiée et la porosité est extrêmement faible, empêchant les fuites et la contamination croisée-de l'électrolyte VRFB ;
La fibre de carbone est compactée et orientée, améliorant considérablement la résistance à la flexion et aux chocs de la plaque, résolvant ainsi le problème de fragilité des plaques en graphite pur ;
La charge de carbone est en contact étroit, garantissant des performances conductrices globales stables et une faible résistance de contact.
5. Rétention lente de la pression et refroidissement pour le façonnage
Après le moulage, maintenez la pression de fermeture du moule et laissez refroidir lentement à température ambiante.
Évitez les contraintes internes causées par un refroidissement rapide, empêchant la déformation, la déformation et la flexion des doubles plaques, garantissant la planéité et la précision de l'assemblage, et répondant aux exigences d'assemblage étanche de la pile de batteries.
6. Démoulage, découpe et détourage
Après refroidissement, démouler et retirer l'ébauche de plaque complète avec les canaux d'écoulement ;
Découpez aux dimensions standards à l'aide d'une machine de découpe, polissez les bavures et les bavures des bords, garantissant une tolérance dimensionnelle constante.
7. Post-traitement fin de la surface-
Effectuer un meulage et un polissage fins sur la surface de la plaque bipolaire :
Réduisez la rugosité de la surface, réduisez la résistance de contact avec l'électrode de carbone, améliorez l'efficacité de la tension de la batterie ;
Nettoyez la poussière et les impuretés de la surface pour éviter la contamination par l'électrolyte ;
La surface est plate et uniforme, s'adapte plus étroitement au joint d'étanchéité et ne fuit pas pendant un fonctionnement à long terme-.
8. Tests de performances et tri
Testez les indicateurs clés par lots : résistivité volumique, résistance à la flexion, densité, étanchéité à l'air, tolérance dimensionnelle, éliminez les produits défectueux déformés, fissurés et non-conducteurs, garantissant ainsi une conformité totale aux normes relatives aux conditions de fonctionnement à long-cycle et à forte-corrosion des batteries à flux liquide.
III. Caractéristiques du processus (adaptées aux avantages du VRFB) Le moulage monobloc-comporte directement un canal d'écoulement, ce qui entraîne une efficacité de production élevée et une bonne cohérence des lots, ce qui le rend adapté à la production de masse à grande échelle-de piles de stockage d'énergie.
Le matériau en feuille est dense, sans micropores, résistant aux acides forts et aux oxydants et exempt de fuites d'électrolytes. La durée de vie de la batterie peut atteindre 15 à 20 ans.
Les fibres de carbone sont comprimées et renforcées pendant le processus de moulage, ce qui rend les plaques très résilientes, résistantes à la pression d'assemblage et moins sujettes aux dommages.
Le processus est hautement contrôlable, permettant des ajustements de la teneur en carbone, de l'épaisseur de la feuille et de la structure du canal d'écoulement en fonction des besoins en énergie de la batterie.
Une description détaillée du processus de post-traitement de la surface des plaques bipolaires composites en fibre de carbone utilisées dans les batteries à flux redox au vanadium (VRFB)
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