Ön a 30 kW-os vanádium áramlási akkumulátor cellaépítési felülvizsgálatán dolgozik. A keretet megmunkálják, és az elektróda nemez tételt 4,1-5,0 mm-re mérik 52 lapon. Az utolsó változó az áramlási mező lemez: egy rugalmas grafit kompozit, amely deformálódik a szorítás hatására, vagy egy merev szén-polimer lemez, amely megtartja a geometriáját. A rossz választás 18%-kal növelheti az érintkezési ellenállást, és a verem a névleges áramsűrűség alatt marad. A válasz a keret síkságától, az elektródavastagság tűrésétől és attól függ, hogy mekkora szivattyúzási teljesítményt hajlandó költeni.
Hogyan különböznek mechanikailag a rugalmas és a merev áramlású terepi lemezek
Mindkét lemeztípus hordozza az áramot, elosztja az elektrolitot, és megtámasztja az elektródát a csavarerő ellen. Eltérnek egymástól a rugalmassági modulusban és abban, hogy hogyan reagálnak a vastagság változására.
A rugalmas áramlási terepi lemez egy kompatibilis szén-grafit kompozit lemez, amely rugalmasan deformálódik a kötegnyomás hatására, hogy megfeleljen az elektródavastagság tűrésének. A merev áramlású terepi lemez egy merev öntött kompozit, amely ugyanazon terhelés mellett is megtartja csatorna geometriáját.
A rugalmas lemezt általában orientált grafitfóliából építik polimer kötőanyaggal. Rugalmassági modulusa 8-15 GPa, így összenyomható lemezként viselkedik. Merev lemezt öntenek szénszál-erősítésű gyantából, 30-50 GPa rugalmassági modulussal. Úgy viselkedik, mint egy szerkezeti elem.
Gyakorlati következmény: a rugalmas lemezek elviselik a /-0,5 mm-es elektródavastagság változását; merev lemezek csak kb /-0,1 mm. A merev lemezek azonban megakadályozzák, hogy a csatorna keresztmetszete összenyomódás hatására bezáródjon. Ez az egyetlen különbség hajtja a legtöbb fennmaradó kompromisszumot. Lásd mi az a kemény áramlási csatorna lemez hogy részletesebben megértsük a merev változat felépítését.
Hard Flow csatornalemez A nagy keménységű, tiszta szénből készült lemezeket gyanta kötéssel, nagynyomású ismételt préseléssel, impregnálással és egyéb aszfaltokoksz- és kőolajipari eljárásokkal készítik... Termék megtekintése → Érintkezési ellenállás és áramfelvétel
A rugalmas lemezek alacsonyabb kezdeti érintkezési ellenállást biztosítanak azonos nyomaték mellett; A merev lemezek az érintkezési ellenállást stabilabban tartják a termikus ciklus után. A szénlemez és a szénfilc érintkezési ellenállása a terhelés és az érintkezési felület szorzatától függ. A rugalmas lemez a bordaterhelést több filcszálra osztja szét.
Egy 0,4 m^2-es veremtesztben egy 1,5 mm-es bordákkal ellátott hajlékony lemez 28 mOhm-cm^2 értéket ért el 9 N/cm^2 mellett. A merev lemeznek 2,0 mm-es bordákra volt szüksége ahhoz, hogy elérje a 32 mOhm-cm^2-t. 800 20 és 55 C közötti hőmérsékleti ciklus után a merev lemez megtartotta eredeti érintkezési ellenállásának 95%-át; a rugalmas lemez 85%-ra esett vissza.
28 mOhm-cm^2 Rugalmas lemez kezdeti érintkezési ellenállása 9 N/cm^2-nél
32 mOhm-cm^2 Merev lemez kezdeti érintkezési ellenállása 2,0 mm-es bordákkal
95% vs 85% Érintkezés megtartása 800 hőciklus után: merev vs. rugalmas
Hidraulika, nyomásesés és csatornageometria
A merev lemezek mélyebb csatornákat tesznek lehetővé, ami csökkenti a nyomásesést és a szivattyúzási teljesítményt. A csatornamélység befolyásolja a nyomásesést az inverz kockával lamináris áramlásban. Egy 1,5 mm széles és 600 mm hosszú szerpentin csatornában a mélység 1,0 mm-ről 1,5 mm-re történő növelése körülbelül 70%-kal csökkenti a nyomásesést.
Egy 50 kW-os VRFB-ben 90 l/perc sebességgel a cella nyomásesésének 0,4 bar-mal történő csökkentése nagyjából 600 W szivattyúzási teljesítményt takarít meg, ami a köteg teljesítményének körülbelül 1,2%-a. A rugalmas lemezek sekélyebb profilokra korlátozódnak, mivel a mélyebb csatornák csökkentik az elektródát rögzítő bordafelületet. Idővel bekúsznak a csatornába is, így a hatékony mélység csökken. A merev lemezek megtartják a csatornamélységet a köteg élettartama alatt.
Az áramlási lemez geometriája jobban befolyásolja a teljesítménysűrűséget, mint azt a legtöbb csapat elvárja – olvassa el elemzésünket a következő oldalon hogyan javíthatja az áramlási lemez geometriája a rendszer teljesítménysűrűségét .
Tömítési megbízhatóság: Rugalmas vs merev lemezek az összeszerelésben
A merev lemezek kiszámíthatóbban tömítenek lapos kerettel; a rugalmas lemezek elnézőbbek a keret vetemedésével szemben. Egy műanyag keret 600 mm felett általában 0,3-0,5 mm-es síksági eltéréssel rendelkezik. A rugalmas lemez követi ezt az eltérést, így a tömítés változóan összenyomódik, de hatótávolságon belül marad. A merev lemez nem követi, ezért a tömítés felülete általában megmunkálást vagy további puha tömítőréteget igényel.
A merev lemeznek más gyengesége van: egy csavar 20%-os túlhúzása szinte semmi hatást nem eredményez. A rugalmas lemez lokálisan elvékonyodik ennél a csavarnál, így az alatta lévő borda összeomolhat vagy bezárhat egy csatornát.
| Kritérium | Rugalmas áramlású terepi lemez | Merev áramlású terepi lemez |
| Rugalmassági modulus | 8-15 GPa | 30-50 GPa |
| Vastagság tolerancia | /-0,3 mm | /-0,1 mm |
| Javasolt rögzítés | 6-10 N/cm^2 | 10-14 N/cm^2 |
| Tömítés keménysége (Shore A) | 70-80 | 50-60 |
| Nyomásesési tényező | 1.0 | 0.7 |
| A hőciklus megtartása | 85% 800 ciklus után | 95% 800 ciklus után |
Rugalmas áramlási csatorna lemez A habosított grafitból nagy nyomáson készült, tiszta szén anyagú lemezek különféle áramlási csatorna szerkezetekké dolgozhatók fel stancolt gépekkel, gravírozással... Termék megtekintése → Rugalmas vs. merev: melyik az Ön veremének?
Válasszon rugalmasat, ha a keret síksága és az elektróda vastagsága változó; válasszon merev terméket, ha nagy teljesítménysűrűségre és kiszámítható hidraulikára van szüksége.
Válasszon rugalmas lemezt, amikor
- A cella területe nagyobb, mint 0,4 m^2, és a keret fröccsöntött
- Az elektróda filc vastagsága több mint /-0,3 mm-rel változik
- Az áramlási út rövid, és a nyomásesés nem domináns
- A karbantartó személyzet a formáció után újra meghúzhatja a veremeket
Válasszon merev lemezt, amikor
- A célteljesítménysűrűség 300 mW/cm^2 felett van
- Az áramlási út hosszú, több szerpentin kanyarral
- Hegesztett éleket vagy fém bipoláris lemezt használ
- Az üzembe helyezés után a köteg nem lesz újranyomva
Költség, szerszámok és ellátási lánc: Rugalmas kontra merev méretben
A rugalmas lemezek kis mennyiségben olcsóbbak; merev lemezek nyernek több mint néhány ezer egység. A hengerelt lemezből rugalmas lemezt vágnak ki. Egy 0,4 m^2-es cella esetében a nyerslapanyag körülbelül 2,5-3,5-szer kevesebbe kerül, mint a fröccsöntött merev lemez 100 darabos egységköltsége, mivel a merev lemez magában hordozza a szerszámok amortizációját. 5000 darabnál a merev öntött lemez egységenként olcsóbbá válik, mivel az anyagot hatékonyabban használják fel, és rövid a ciklusidő.
A merev lemezek szerszámai általában több üreggel rendelkező présforma. A kezdeti beruházás a lemez méretétől, a csatornaszámtól és a szükséges síkságtól függ. Ha a tervezés gyakran változik, a rugalmas lemezgyártás lapkészletből nagyobb szabadságot ad az iterációban anélkül, hogy új öntőformát kellene fizetnie.
A Jiaxing Naco New Material Co., Ltd. rugalmas áramlási csatorna lemezeket és merev áramlási csatorna lemezeket egyaránt gyárt, így a két konfigurációt azonos gyártási tűrés és ugyanazon minőségellenőrzés alapján értékelheti. Bármelyik lemez beszerzésekor kérdezze meg a szállítótól a vastagsági tűréshatárt a nyerslemezen vagy öntvényen, mert ez határozza meg, hogy vastagabb filcre vagy további tömítéskompenzációra van szüksége.
Szénszál erősítésű szén-műanyag bipoláris lemez Cégünk szén bipoláris lemezei az első szénszál erősítésű rugalmas grafit bipoláris lemezek az iparágban. 360°-ban hajlítva sem törnek el,... Termék megtekintése → Döntési ellenőrzőlista a veremhez
A lemezt először a verem leggyengébb tűréshatárához igazítsa, majd az áramlási útvonalához.
- Mérje meg az elektróda nemez vastagságát a tételen. Ha a szórás /-0,3 mm felett van, kezdje rugalmas lemezzel.
- Ellenőrizze a keret síkságát. Ha ez meghaladja a 0,3 mm-t 600 mm-nél, kerülje a merev lemez használatát, kivéve, ha megmunkálja a tömítőfelületet.
- Számítsa ki a csatorna nyomásesését a céláramnál. Ha meghaladja a szivattyú költségvetését, váltson merev lemezre, mélyebb csatornával.
- Becsülje meg az összes egységet, és a változtatás gyakorisága 2000 egység alatt legyen. A rugalmas lemezes prototípuskészítés gyorsabb, de a merev lemezszerszámok méretarányosan megtérülnek.
- Tesztelje az első köteget mindkét lemezzel. Mérje meg az érintkezési ellenállást és a szivárgási sebességet 500 termikus ciklus után, mielőtt jóváhagyja a tervezést.
Gyakran Ismételt Kérdések
Használható-e rugalmas áramlási tereplemez vanádium redox áramlási akkumulátorban?
Igen. A rugalmas kompozit lemez kémiailag kompatibilis a vanádium elektrolittal, ha a polimer kötőanyagot megfelelően választják ki. A fő kockázat az idő múlásával járó kúszás, ezért az első 50-200 üzemóra után ütemezze be az újrahúzási nyomatékot.
Hogyan viszonyul az érintkezési ellenállás a rugalmas és merev lemezek között?
A flexibilis lemezek általában kisebb kezdeti érintkezési ellenállást mutatnak, mivel a megfelelő anyag illeszkedik a filchez. A merev lemezekhez szélesebb bordák szükségesek az összehasonlítható értékek eléréséhez, de jobban megtartják az érintkezési ellenállást, mint a hőciklus.
Melyik lemeztípus rendelkezik hosszabb élettartammal?
A merev lemezek általában tovább bírják a magas hőmérsékletű kötegeket, mert ellenállnak a kúszásnak és a csatornadeformációnak. A flexibilis lemezek tovább tartanak egyenetlen kerettel rendelkező alkalmazásoknál, mert szivárgás nélkül tolerálják a síkság eltérését.
Az áramlásterelő lemezekhez külön tömítés kell?
Igen. Mindkét típushoz tömítésre van szükség a lemez és a keret között. A tömítés keménysége eltérő – a lágyabb tömítések (50-60 Shore A) merev lemezekkel, keményebb tömítések (70-80 Shore A) rugalmas lemezekkel párosulnak.
