Tegyük fel, hogy egy 20 kW-os vanádium redox áramlási akkumulátor (VRFB) elektródaanyagait választja ki. Két termék uralja a beszélgetést: PAN alapú szénfilc és viszkóz alapú szénfilc. Bár mindkettő szénfilc, előfutárszálaik alapvetően más anyagokat állítanak elő. A PAN alapú filc nagyobb szakítószilárdságot és jobb grafitosítást biztosít, míg a viszkóz alapú filc alacsonyabb hamutartalommal és lágyabb, rugalmasabb szerkezettel rendelkezik.
Ez az útmutató elmagyarázza a mérhető különbségeket, ahol az egyes filcek a legjobban teljesítenek, és hogyan írjunk olyan specifikációt, amelyet az ellátási lánc ténylegesen le tud gyártani.
Kiválasztás parancsikonja: ha a filc áramot fog szállítani egy áramlási akkumulátorban, kezdje PAN-alapú grafit filccel. Ha szigetel, vagy nagy tisztaságú zónába kerül, kezdje viszkóz alapú grafit filccel.
PAN-alapú szénfilc vs viszkóz alapú: a prekurzor különbség
A meghatározó megkülönböztetés a prekurzor szál, amely szabályozza a szénhozamot, a grafitizálhatóságot és a végső hamutartalmat. A PAN-alapú szénfilc poliakrilnitril vágott szálból készül, amelyet tűvel nemszövött testbe lyukasztanak, majd körülbelül 1000 C-on elszenesítik. Ha ugyanazt a testet 2000 C felett grafitizálják, PAN-alapú grafitfilc lesz belőle.
A viszkóz alapú szénfilc műselymet, regenerált cellulózszálat használ. A cellulóz nagyjából 20-30 százalékos kitermeléssel karbonizálódik, szemben a PAN körülbelül 50 százalékával, így a viszkóz filcek jobban zsugorodnak, és finomabb, sűrűbb textúrájúak ugyanazt a hőkezelést követően. A hozamkülönbség a legnagyobb oka annak, hogy a viszkóztermékek kilogrammonkénti költsége kevesebb, de a felületen másként viselkednek.
Meghatározás: A PAN-alapú szénfilc poliakrilnitril vágott szálakból készült karbonizált nemszőtt filc, amelyet tűvel lyukasztottak a kívánt vastagságra és térfogatsűrűségre, és akkumulátorelektródaként vagy magas hőmérsékletű szigetelő közegként használják.
PAN-alapú szénfilc magas hőmérsékletű szigeteléshez és elektródákhoz Ez a poliakrilnitrilből nyert és 1200°C-on elszenesített szénfilc 1500°C-ig magas hőmérsékletállóságot és kiváló elektromos vezetőképességet kínál, így alkalmas szigetelésre és elektródahasználatra igényes környezetben. Termék megtekintése → - Szénhozam: körülbelül 50 százalék PAN, 20-30 százalék viszkóz esetében
- Grafitizálás: A PAN rendezettebb grafitrétegeket képez, csökkentve az ellenállást
- Hamutartalom: a nagy tisztaságú viszkóz minőségek alacsonyabb hamut érnek el mosás után
- Tűlyukasztás szabályozás: A PAN vágott szálak egyenletesebben lyukasztanak alacsony sűrűség mellett
PAN alapú vs viszkóz alapú: Hogyan viszonyulnak a tulajdonságok
Egyenlő vastagságnál és térfogatsűrűségnél a PAN alapú grafit filc szakítószilárdságban felülmúlja a viszkóz alapú grafit nemezt, míg a viszkóz alapú filc alacsonyabb hamutartalommal és jobb rugalmassággal rendelkezik. A gyakorlati következmények könnyen lemérhetők egy halomban.
A VRFB-ben az elektróda síkbeli ellenállása közvetlenül befolyásolja az ohmos veszteségeket. A grafitizált PAN nemez 3–6 mOhm-cm-en, míg a viszkózminőségek jellemzően 5–10 mOhm-cm-en nyugszanak. A magas hőmérsékletű szigetelésnél a hővezető képesség fontosabb; A PAN grafit filc jobban vezeti a hőt, ezért gyengébb szigetelő. Elektróda felületi kémia mérhető hatással van a VRFB teljesítménysűrűségére, ezért a nemezbefejezési lépés legalább annyira számít, mint a prekurzor.
| Tulajdonság | PAN alapú karbon filc | PAN alapú grafit filc | Viskóz alapú grafit filc |
| Tipikus vastagság (mm) | 3-8 | 3-6 | 4-10 |
| Térfogatsűrűség (g/cm3) | 0,12-0,22 | 0,12-0,20 | 0,15-0,25 |
| Szakítószilárdság (MPa) | 1,5-3,0 | 2,0-4,0 | 1,0-2,0 |
| Síkon belüli ellenállás (mOhm-cm) | 45-80 | 3-6 | 5-10 |
| Hővezetőképesség (W/mK) | 5-8 | 30-80 | 20-50 |
| Hamutartalom (ppm) | max 500 | max 100 | max 80 |
Normalizált összehasonlítás (PAN = 100)
Szakítószilárdság
Elektromos vezetőképesség
Karbonizációs hozam
Tisztaság (alacsony hamu)
Szenesített filcek jellemző értékei; a tényleges adatok a minőségtől és a kidolgozástól függenek.
Kulcsszám: a grafitizált PAN filc eléri a 100 százalékos szakítószilárdsági referenciaértéket ebben az összehasonlításban, míg a viszkóz alapú grafit nemez átlagosan csak 52 százalékot.
Hogyan válasszunk PAN-alapú vagy viszkóz alapú filcet áramlási akkumulátor-elektródákhoz
A vanádium redox flow akkumulátorok esetében a PAN-alapú grafit filc az igásló elektróda, mert ez biztosítja a legnagyobb elérhető felületet grammonként és a legerősebb kerékpáros stabilitást.
Az elektróda nemez minősége és az elektródák felületének kémiája uralja a rendszer teljesítménysűrűségét. Az egyenetlen vastagságú vagy magas hamutartalmú filc helyi hotspotokat hoz létre, és a kapacitás elhalványul. Rendelés előtt kérjen a gyártól egy mért vastagsági térképet, egy térfogatsűrűség-tartományt és egy síkbeli ellenállási diagramot.
Elektróda érezhető minőség több ponttal eltolhatja a cink-bróm akkumulátor teljesítményét, ezért a nemezszállítónak meg kell osztania a folyamatszabályozási adatokat minden tételre vonatkozóan.
20%
teljesítménysűrűség az optimalizált filc és áramlási mező párosításból
3-6 mm
tipikus elektródavastagság VRFB kötegekben
50 mV
sejtrezisztencia, amelyet az egyes filc határfelületek járultak hozzá
5000
a laboratóriumi vizsgálatok során jelentett töltési és kisütési ciklusok
PAN alapú grafit filc extrém magas hőmérsékleti és elektrokémiai használatra Ez a 2200°C-on grafitizált PAN-alapú filc 3200°C-ig ellenáll, így kiváló vezetőképességet és kémiai tehetetlenséget biztosít a nagy teljesítményű szigetelésekhez és elektródákhoz. Termék megtekintése → PAN-alapú a legjobb
Flow akkumulátor elektródák, nagy áramsűrűségű alkalmazások, szerkezeti integritás ciklus közben és alacsonyabb elektromos ellenállás.
A viszkóz alapú a legjobb
Nagy tisztaságú kemence szigetelés, puha tömítések és tömítések, alacsony hamutartalmú retorták és olyan alkalmazások, amelyekhez alkalmazkodni kell.
Magas hőmérsékletű szigetelés és tisztaságkritikus alkalmazások
Ha a filcnek nagy tisztaságú kemencében vagy retortában kell maradnia, a viszkóz alapú grafit nemez a biztonságosabb választás, mivel műselyemből származó textúrája kevesebb szálat ont, és kevesebb hamut tart.
A viszkóz alapú grafitfilc a vákuumkemencék szigetelésének, a ritkaföldfém-olvadék- és a félvezető minőségű termikus zónáknak a legfontosabb eleme. A műselyem előanyaga finom, zárt felületet eredményez, amely ellenáll a szálak leválásának, ami akkor számít, ha a szemcsés szennyeződés tönkreteheti az olvadékot. A PAN-alapú filc előnyben részesítendő, ha a szigetelőrétegnek áramot kell viselnie, vagy ellenállnia kell a mechanikai kopásnak.
Viszkóz alapú grafit filc az alacsony hővezetőképesség és szigetelés érdekében Ez a viszkóz műselyemből készült grafit filc alacsony sűrűségű és hővezető képességgel rendelkezik (≤ 0,2 W/m·k), ideális kemenceszigeteléshez és ablációnak ellenálló anyagokhoz félvezető és magas hőmérsékletű folyamatokban. Termék megtekintése → - Vákuumos kemence melegzónás szigetelése
- Ritkaföldfém és szuperötvözet olvasztókemencék
- Félvezető kristálynövekedés szigetelés
- Rugalmas tömítés és csomagolás magas hőmérsékletű berendezésekben
Vásárlási szempontok: tűréshatárok, költség és átfutási idő
A végső választás általában a vastagságtűréstől, a hamu specifikációjától és a négyzetméterártól függ, nem pedig az, hogy melyik filc a jobb.
A PAN-alapú filc többe kerül négyzetméterenként, mert magasabb az előanyag ára, és a grafitozás több energiát igényel. A viszkóz alapú grafit filc 5 mm feletti vastagságnál versenyképessé válik. Amikor ajánlatot ad ki a Jiaxing Naco New Material Co., Ltd.-nek, adja meg a nemez típusát, a vastagságtűrést, a térfogatsűrűség célját és a maximális hamuhatárt; a gyár beállíthatja a tűlyukasztási és grafitizálási hőmérsékletet, hogy megfeleljen ezeknek a céloknak.
- Adja meg a filc típusát: PAN alapú, viszkóz alapú, karbonizált vagy grafitozott
- Adja meg a vastagsági tűréshatárt, például /- 0,5 mm, és a térfogatsűrűség tartományt
- Állítson be hamuhatárt, például max. 100 ppm nagy tisztaságú minőségeknél
- Adja meg a szélességet és azt, hogy hasított vagy stancolt formákra van szüksége
Gyakran Ismételt Kérdések
Használhatok viszkóz alapú filcet vanádium flow akkumulátor elektródaként?
Igen, de nem fogja ugyanazt a teljesítményt nyújtani. A PAN-alapú grafitfilc alacsonyabb síkbeli ellenállást és jobb ciklusstabilitást kínál vanádium és cink-bróm rendszerekben. Csak akkor használjon viszkóz alapú filcet, ha az alacsony hamutartalom vagy a lágy illeszkedés fontosabb, mint az elektródák kinetikája.
Mi a különbség a PAN alapú szénfilc és a PAN alapú grafit filc között?
A szénfilc nagyjából 1000 C-on elszenesedik, és jó hőszigetelő marad, közepes vezetőképességgel. A grafitfilcet 2000 C felett dolgozzák fel, ami több tíz mOhm-cm-ről egyjegyűre csökkenti az ellenállást, és javítja a hőstabilitást.
A nemezvastagság befolyásolja az áramlási akkumulátor teljesítményét?
Nagyon sokat számít. A 3 és 6 mm közötti vastagság egyensúlyba hozza az aktív felületet az ohmos ellenállással. A vastagabb filc növeli az ellenállást; A vékonyabb filc csökkenti a vanádium-redox reakciókhoz rendelkezésre álló területet.
Kemenceszigeteléshez szénfilcet vagy grafitfilcet kell megadnom?
1000 C alatt oxigénmentes atmoszférában elég a szénfilc. 1000 C felett a mechanikai szilárdság megőrzése és a méretváltozás elkerülése érdekében adjon meg grafitfilcet. Hamuszegény retortákhoz válassza a viszkóz alapú grafitfilcet.
