شما در حال بررسی ساخت سلولی برای باتری جریان وانادیوم 30 کیلوواتی هستید. قاب ماشین کاری شده است و دسته الکترود نمدی 4.1 تا 5.0 میلی متر در 52 ورق اندازه گیری شده است. آخرین متغیر صفحه میدان جریان است: یک کامپوزیت گرافیت منعطف که تحت گیره تغییر شکل می‌دهد، یا یک صفحه کربن-پلیمر سفت و سخت که هندسه خود را حفظ می‌کند. انتخاب اشتباه می تواند مقاومت تماس را 18٪ افزایش دهد و پشته را زیر چگالی جریان نامی نگه دارد. پاسخ به مسطح بودن قاب، تحمل ضخامت الکترود و میزان قدرت پمپاژی که مایل به صرف آن هستید بستگی دارد.
چگونه صفحات میدان انعطاف پذیر در مقابل جریان صلب از نظر مکانیکی متفاوت هستند
هر دو نوع صفحه جریان را حمل می کنند، الکترولیت را توزیع می کنند و الکترود را در برابر نیروی پیچ حمایت می کنند. آنها در مدول الاستیک و نحوه واکنش آنها به تغییرات ضخامت متفاوت هستند.
یک صفحه میدان جریان منعطف یک ورق کامپوزیت کربن-گرافیت سازگار است که تحت فشار پشته ای تغییر شکل می دهد تا تحمل ضخامت الکترود را برآورده کند. یک صفحه میدان جریان صلب یک کامپوزیت قالب گیری سفت است که هندسه کانال خود را تحت همان بار حفظ می کند.
یک صفحه انعطاف پذیر معمولاً از فویل گرافیت جهت دار با چسب پلیمری ساخته می شود. مدول الاستیک آن 8 تا 15 گیگا پاسکال است، بنابراین مانند یک ورق تراکم پذیر رفتار می کند. یک صفحه سفت و سخت از رزین تقویت شده با فیبر کربن، با مدول الاستیک 30 تا 50 گیگا پاسکال ساخته شده است. مانند یک عضو ساختاری رفتار می کند.
نتیجه عملی: صفحات انعطاف پذیر تغییر ضخامت الکترود /-0.5 میلی متر را تحمل می کنند. صفحات سفت و سخت فقط در حدود /-0.1 میلی متر. اما صفحات صلب مانع از بسته شدن سطح مقطع کانال خود تحت فشار می شوند. این یک تفاوت بیشتر مبادلات باقی مانده را هدایت می کند. ببینید صفحه کانال جریان سخت چیست؟ برای درک ساختار نوع سفت و سخت با جزئیات بیشتر.
صفحه کانال جریان سخت صفحات مواد کربن خالص با سختی بالا با اتصال رزین، پرس مکرر فشار بالا، اشباع و سایر فرآیندهای کک آسفالت و شرکت نفت ساخته می شوند. مشاهده محصول → تماس با مقاومت و مجموعه جریان
صفحات انعطاف پذیر مقاومت تماس اولیه کمتری را در همان گشتاور ایجاد می کنند. صفحات سفت و سخت مقاومت تماس را پس از چرخه حرارتی پایدارتر نگه می دارند. مقاومت تماس بین صفحه کربن و نمد کربن به بار ضرب در سطح تماس بستگی دارد. صفحه انعطاف پذیر بار دنده را روی رشته های نمدی بیشتری پخش می کند.
در یک آزمایش پشته 0.4 m^2، یک صفحه انعطاف پذیر با دنده های 1.5 میلی متری 28 mOhm-cm^2 در 9 N/cm^2 به دست آورد. صفحه سفت و سخت برای رسیدن به 32 mOhm-cm^2 به دنده های 2.0 میلی متری نیاز داشت. پس از 800 چرخه حرارتی از 20 تا 55 درجه سانتیگراد، صفحه سفت و سخت 95٪ مقاومت تماس اولیه خود را حفظ کرد. صفحه انعطاف پذیر به 85٪ کاهش یافت.
28 mOhm-cm^2 مقاومت تماس اولیه صفحه انعطاف پذیر در 9 N/cm^2
32 mOhm-cm^2 مقاومت تماس اولیه صفحه صلب با دنده های 2.0 میلی متری
95% در مقابل 85% حفظ تماس پس از 800 چرخه حرارتی: صلب در مقابل انعطاف پذیر
هیدرولیک، افت فشار و هندسه کانال
صفحات صلب اجازه کانال های عمیق تری را می دهند که افت فشار و قدرت پمپاژ را کاهش می دهد. عمق کانال بر افت فشار با مکعب معکوس در یک جریان آرام تأثیر می گذارد. در یک کانال مارپیچ به عرض 1.5 میلی متر و طول 600 میلی متر، افزایش عمق از 1.0 به 1.5 میلی متر کاهش فشار را تا حدود 70 درصد کاهش می دهد.
در VRFB 50 کیلوواتی با سرعت 90 لیتر در دقیقه، کاهش افت فشار سلول به میزان 0.4 بار باعث صرفه جویی در حدود 600 وات قدرت پمپاژ می شود که حدود 1.2 درصد از خروجی پشته است. صفحات انعطاف پذیر به پروفیل های کم عمق محدود می شوند زیرا کانال های عمیق تر ناحیه دنده ای را که الکترود را می بندد کاهش می دهد. آنها همچنین در طول زمان به داخل کانال نفوذ می کنند، بنابراین عمق موثر کوچک می شود. صفحات صلب عمق کانال را برای طول عمر پشته نگه می دارند.
هندسه صفحه جریان بیش از آنچه اکثر تیم ها انتظار دارند بر چگالی توان تأثیر می گذارد - تجزیه و تحلیل ما را در ادامه بخوانید چگونه هندسه صفحه جریان می تواند چگالی توان سیستم را بهبود بخشد .
قابلیت اطمینان آب بندی: صفحات انعطاف پذیر در مقابل صلب در مونتاژ
صفحات سفت و سخت به طور قابل پیش بینی بیشتری با یک قاب صاف مهر و موم می شوند. صفحات منعطف نسبت به تاب برداشتن قاب بهتر عمل می کنند. یک قاب پلاستیکی معمولاً 0.3 تا 0.5 میلی متر انحراف صافی بیش از 600 میلی متر دارد. صفحه انعطاف پذیر این انحراف را دنبال می کند، بنابراین واشر به طور متغیر فشرده می شود اما در محدوده باقی می ماند. صفحه سفت و سخت دنبال نمی شود، بنابراین سطح آب بندی معمولاً به ماشین کاری یا یک لایه واشر نرم اضافی نیاز دارد.
صفحه سفت و سخت دارای ضعف متفاوتی است: گشتاور بیش از حد یک پیچ تا 20٪ تقریباً هیچ تأثیری ندارد. صفحه انعطاف پذیر به صورت موضعی در آن پیچ نازک می شود، بنابراین دنده زیر آن می تواند فرو بریزد یا کانالی را ببندد.
| معیار | صفحه میدان جریان انعطاف پذیر | صفحه میدان صلب جریان |
| مدول الاستیک | 8-15 گیگا پاسکال | 30-50 گیگا پاسکال |
| تحمل ضخامت | /-0.3 میلی متر | /-0.1 میلی متر |
| بستن توصیه شده | 6-10 N/cm^2 | 10-14 N/cm^2 |
| سختی واشر (Shore A) | 70-80 | 50-60 |
| ضریب افت فشار | 1.0 | 0.7 |
| حفظ چرخه حرارتی | 85٪ بعد از 800 چرخه | 95٪ بعد از 800 چرخه |
صفحه کانال جریان انعطاف پذیر صفحات مواد کربن خالص ساخته شده از گرافیت منبسط شده تحت فشار بالا را می توان به ساختارهای کانال جریان مختلف توسط دستگاه های برش قالب، حکاکی ... مشاهده محصول → انعطاف پذیر در مقابل سفت و سخت: کدام یک برای پشته شما؟
هنگامی که صافی قاب و ضخامت الکترود متفاوت است، انعطاف پذیر را انتخاب کنید. هنگامی که به چگالی توان بالا و هیدرولیک قابل پیش بینی نیاز دارید، صلب را انتخاب کنید.
یک صفحه انعطاف پذیر را انتخاب کنید
- مساحت سلول بزرگتر از 0.4 متر مربع است و قاب قالب تزریقی است
- ضخامت نمد الکترود بیش از /-0.3 میلی متر متفاوت است
- مسیر جریان کوتاه است و افت فشار غالب نیست
- خدمه تعمیر و نگهداری شما می توانند پشته را پس از شکل گیری بازگردانند
وقتی صفحه سفت و سخت را انتخاب کنید
- چگالی توان هدف بالای 300 mW/cm^2 است
- مسیر جریان طولانی با پیچ های مارپیچ متعدد است
- شما از لبه های جوش داده شده یا صفحه دوقطبی فلزی استفاده می کنید
- پشته پس از راه اندازی دوباره برگشت داده نمی شود
هزینه، ابزار، و زنجیره تامین: انعطاف پذیر در مقابل صلب در مقیاس
صفحات انعطاف پذیر در مقادیر کم ارزان تر هستند. صفحات سفت و سخت بیش از چند هزار واحد برنده می شوند. یک صفحه انعطاف پذیر از ورق نورد بریده می شود. برای یک سلول 0.4 m^2، مواد ورق خام حدود 2.5 تا 3.5 برابر کمتر از هزینه واحد یک صفحه سخت قالب‌گیری شده در 100 قطعه است، زیرا صفحه صلب استهلاک ابزار را انجام می‌دهد. در 5000 واحد، صفحه قالب گیری سفت و سخت بر اساس هر واحد ارزان تر می شود زیرا مواد به طور موثرتری استفاده می شوند و زمان چرخه کوتاه است.
ابزار برای یک صفحه سفت و سخت معمولاً یک قالب فشاری با حفره های متعدد است. سرمایه گذاری اولیه به اندازه صفحه، تعداد کانال و صافی مورد نیاز بستگی دارد. اگر طراحی شما به طور مکرر تغییر می کند، تولید صفحه انعطاف پذیر از استوک ورق به شما آزادی بیشتری برای تکرار بدون پرداخت هزینه برای قالب جدید می دهد.
Jiaxing Naco New Material Co., Ltd. هم صفحات کانال جریان منعطف و هم صفحات کانال جریان صلب را تولید می کند، بنابراین می توانید دو پیکربندی را در برابر تحمل تولید یکسان و کنترل کیفیت یکسان ارزیابی کنید. هنگامی که هر یک از صفحات را تهیه می کنید، از تامین کننده تقاضای تحمل ضخامت روی ورق خام یا قالب گیری کنید، زیرا تعیین می کند که آیا به یک نمد ضخیم تر یا جبران واشر اضافی نیاز دارید.
صفحه دوقطبی کربن-پلاستیک تقویت شده با فیبر کربن صفحات دوقطبی کربنی شرکت ما اولین صفحات دوقطبی گرافیتی انعطاف پذیر تقویت شده با فیبر کربن در صنعت هستند. آنها حتی در حالت خم شدن در 360 درجه نمی شکنند. مشاهده محصول → چک لیست تصمیم گیری برای پشته شما
ابتدا صفحه را با ضعیف ترین تحمل پشته خود و سپس با مسیر جریان آن مطابقت دهید.
- ضخامت احساس شده الکترود را در سراسر دسته اندازه گیری کنید. اگر پخش بالای /0.3 میلی متر باشد، با یک صفحه انعطاف پذیر شروع کنید.
- صافی قاب را بررسی کنید. اگر بیش از 0.3 میلی متر بیش از 600 میلی متر است، از صفحه سفت و سخت اجتناب کنید، مگر اینکه صفحه آب بندی را ماشین کاری کنید.
- افت فشار کانال را در جریان هدف محاسبه کنید. اگر از بودجه پمپ شما بیشتر است، به صفحه سفت و سخت با کانال عمیق تر بروید.
- کل واحدها را تخمین بزنید و فرکانس را زیر 2000 واحد تغییر دهید. نمونه سازی صفحات انعطاف پذیر سریعتر است، اما ابزار ورق سفت و سخت در مقیاس به ثمر می رسد.
- اولین پشته را با هر دو صفحه تست کنید. قبل از تایید طرح، مقاومت تماس و میزان نشت را بعد از 500 سیکل حرارتی اندازه گیری کنید.
سوالات متداول
آیا می توان از صفحه میدان جریان انعطاف پذیر در باتری جریان ردوکس وانادیوم استفاده کرد؟
بله ورق کامپوزیت انعطاف پذیر از نظر شیمیایی با الکترولیت وانادیوم سازگار است زمانی که چسب پلیمری به درستی انتخاب شود. خطر اصلی خزش در طول زمان است، بنابراین پس از 50 تا 200 ساعت اول کار، یک retorque را برنامه ریزی کنید.
مقاومت تماسی بین صفحات انعطاف پذیر و صلب چگونه مقایسه می شود؟
صفحات انعطاف پذیر معمولا مقاومت تماس اولیه کمتری را نشان می دهند زیرا مواد سازگار با نمد مطابقت دارد. صفحات سفت و سخت برای دستیابی به مقادیر قابل مقایسه به دنده های پهن تری نیاز دارند، اما مقاومت تماس را در طول چرخه حرارتی بهتر حفظ می کنند.
کدام نوع صفحه عمر مفید بیشتری دارد؟
صفحات صلب معمولاً در پشته های با دمای بالا دوام بیشتری دارند زیرا در برابر خزش و تغییر شکل کانال مقاومت می کنند. صفحات انعطاف پذیر در کاربردهایی با قاب ناهموار دوام بیشتری دارند، زیرا انحراف صافی را بدون نشتی تحمل می کنند.
آیا صفحات میدان جریان به واشر جداگانه نیاز دارند؟
بله هر دو نوع به یک واشر بین صفحه و قاب نیاز دارند. سختی واشر متفاوت است - واشرهای نرم تر (50 تا 60 Shore A) با صفحات سفت و سخت، واشرهای سخت تر (70 تا 80 Shore A) جفت با صفحات انعطاف پذیر.
