Een completestroombatterijenergieopslagsysteem omvat doorgaans dekrachtbron(elektrolyt stapel),energie-eenheid(elektrolytEnelektrolyt opslagtank),elektrolyt-afgifte-eenheid(leidingen,pompen,kleppen,sensoren, enz.), enbatterijbeheersysteemOnder deze zijn dekrachtbronis het kernelement dat de vermogensschaal van het systeem bepaalt, terwijl deenergie-eenheidspeelt een beslissende rol in de energieopslagcapaciteit van het systeem. De twee eenheden werken onafhankelijk maar in coördinatie om de algehele functie van het systeem te ondersteunen.Stroombatterij energieopslagsysteem.
Productieproces van flowbatterijen: een complete uitsplitsing
Elektrolytstapel-assemblageHet productieproces begint met de assemblage van deelektrolyt stapelna de voorbereiding van de belangrijkste materialen. De eerste stap is om te gebruikenlaserlastechnologieom debipolaire platenEnmembranenin een uniforme afdichting om lekkage te voorkomen. Ditlaserlasprocesheeft unieke voordelen, zoals het bereiken van onmiddellijke verwarming, smelten en stollen, wat ervoor zorgt dat de algehele stapel niet vervormt. Vergeleken met traditionele methoden zoals verwarmingsplaten, smeltlijm of afdichtringen,laserlassenverbetert de lasefficiëntie met meer dan vijf keer. Bovendien, dehitte-beïnvloede zonetijdenslaserlassenwordt gewoonlijk binnen ±1 mm geregeld, waardoor de negatieve effecten van hoge temperaturen op de omgeving effectief worden verminderd.elektrolytprestatiesDeze toepassing verbetert niet alleen de betrouwbaarheid van de stapel, maar verbetert ook de automatisering van de montage en vermindert het gebruik van afdichtingsmaterialen, waardoor de kosten van de stapel dalen.
Nalaserlassen, de volgende stappen zijn stapelen en vastdraaien. De verzegeldebipolaire platen,membraanafdichtingen, en andere componenten worden gestapeld volgens de vereiste volgorde en nummer. Na het comprimeren en afdichten worden de componenten vastgezet met bouten, waarmee de stapelassemblage voltooid is.
Lekkage- en laad-/ontlaadprestatietestsZodra destapel assemblageis voltooid, wordt het verplaatst naar de testapparatuur voorlektest. Niet-conforme producten worden teruggestuurd om opnieuw te worden verzegeld via delaserlasproces. Producten die aan de eisen voldoen, gaan vervolgens naar de volgende stap:laad-/ontlaadprestatietestDe belangrijkste focus in deze fase is het verzekeren van de stabiliteit van de testomgeving, consistentie in de laad-/ontlaad-afsnijding en de uniformiteit van deelektrolytDeze zijn allemaal van cruciaal belang voor nauwkeurige en betrouwbare testresultaten.
Elektrolyt vullingDeze stap maakt gebruik van eenautomatisch vloeistofinjectiesysteem. Ten eerste, debatterijstapelondergaat een vacuümbehandeling om eennegatieve druk omgeving, gevolgd door de automatische injectie vanelektrolytvia een vulpoort. Het hele proces vindt plaats onder normale temperatuur en volledig afgesloten omstandigheden om te voorkomen dat externe factoren deelektrolytEnstapelprestaties.
Integratie en assemblage van energieopslagsystemenDe laatste stap is de integratie en assemblage van deenergieopslagsysteem. Meerdere afgewerktestapels,metalen frames,leidingen, accessoires,elektrolyt tanks,magnetische pompen, Enelektrische besturingssystemenworden samengevoegd tot een gestandaardiseerdeenergieopslagsysteem.
Naast de gespecialiseerde apparatuur die in deze kernproductiestappen wordt gebruikt, is ook andere algemene hulpapparatuur nodig, zoalskoeltorens,uitlaatgasreinigingssystemen,luchtcompressoren, Enzuivere watersystemenHoewel deze hulpmiddelen niet rechtstreeks deelnemen aan de kernstappen in de productie, spelen ze een onmisbare rol bij het waarborgen van een soepel productieproces, het handhaven van de stabiliteit van de omgeving en het garanderen van de productkwaliteit.
Belangrijke materialen bij de productie van flowbatterijen
MembraanDemembraan, ook bekend als deionenuitwisselingsmembraan, is uiterst cruciaal invanadium-stroombatterijen. Het isoleert depositieve en negatieve elektrodenvan deelektrolyt, kortsluitingen en kruisbesmetting voorkomen, terwijl de ionenbalans in het systeem behouden blijft. De permeabiliteit, stabiliteit en kosten van demembraanzijn kritische factoren voor de commercialisering vanstroombatterijen.
Afhankelijk van het fluorgehalte zijn er verschillende soortenmembranen, inbegrepenperfluorosulfonzuurmembranen,gedeeltelijk gefluorideerde membranen,niet-gefluoreerde membranen, Ensamengestelde ionenuitwisselingsmembranen.Perfluorosulfonzuurmembranenzijn, vanwege hun hoge geleidbaarheid, lage protonweerstand en mechanische sterkte, de enige die op de markt zijn gebracht, terwijl andere zich nog in de experimentele fase bevinden.
Bipolaire platenBipolaire platenzijn een sleutelcomponent instroombatterijen, verantwoordelijk voor het in serie schakelen van de cellen, het geleiden van stroom en het ondersteunen van de elektroden. Het ideale materiaal voorbipolaire platenzou goed moeten zijngeleidbaarheid,elektrochemische stabiliteit,corrosiebestendigheid, Enmechanische sterkte.
Materialen gebruikt voorbipolaire platenerbij betrekkenmetalen,grafiet,composietmaterialen, Engeïntegreerde elektrode-bipolaire platen.Grafietplatenworden geprefereerd vanwege hun goede geleidbaarheid en chemische stabiliteit, maar ze hebben een lagemechanische sterkte, zijn broos, moeilijk te verwerken, duur en moeilijk massaal te produceren.Samengestelde bipolaire platende voordelen van beide combinerenmetaalEngrafietwaardoor ze de opkomende mainstream keuze zijn geworden.Geïntegreerde elektrode-bipolaire platencombineer de elektrode enbipolaire plaatin één enkele eenheid, waardoorbatterijprestatiesen het is gemakkelijker om ze te monteren, maar het proces is complexer en duurder.
ElektrolytDeelektrolytis een kernmateriaal instroombatterijen, die direct van invloed zijn op de prestaties en de kosten van deenergie-eenheid. Het volume en de concentratie van deelektrolytbepaal het maximumenergieopslagcapaciteitvan het systeem, terwijl de zuiverheid, stabiliteit en temperatuurbereik van deelektrolytinvloed hebben op debatterij-efficiëntieen levensduur.
Bijvoorbeeld invanadium-stroombatterijen,elektrolytEnkrachtbronkosten bedragen elk ongeveer 50% van de initiële investering. Naarmate de laad-/ontlaadtijd toeneemt, nemen de kosten vanelektrolytwordt een groter deel. De belangrijkste methoden voor het bereidenvanadium elektrolytenerbij betrekkenfysieke ontbinding,chemische reductie, Enelektrolyse, metelektrolysede meest gebruikte methode voor grootschalige productie.
Uitdagingen en kansen voor de industrie
Kostendruk en technologische doorbraken:Vanadium-stroombatterijennog steeds te maken hebben met relatief hoge productiekosten. Het verlagen van deze kosten en het verbeteren van de efficiëntie zal de sleutel zijn tot de toekomstige ontwikkeling van de industrie.Technologische doorbraken, zoals de ontwikkeling van nieuweelektrolyten, kan de kosten verlagen en de prestaties verbeteren.
Beleidsondersteuning en marktkansen: Globaalbeleidveranderingen in deenergieopslagindustriezal nieuwe investeringsmogelijkheden creëren voorstroombatterijen.Vanadium-stroombatterijen, met hun hogeenergiedichtheiden langlevensduur, hebben unieke voordelen op de markt. Aangezien de vraag naarhernieuwbare energieneemt toe,stroombatterijenwordt verwacht dat ze een steeds grotere rol gaan spelen in deenergieopslagsector.
Concurrentie en toekomstige richtingen:Stroombatterijenconcurrentie ondervinden van nieuweEnergieopslagtechnologieënzoalslithium-ionEnnatrium-ionbatterijenOm een groter marktaandeel te verwerven,stroombatterij-industriezal zich moeten concentreren optechnologische innovatieen samenwerking met de industrie.
Samenwerking in de toeleveringsketen en kansen op de kapitaalmarkt: Bedrijven langs deStroombatterij-toeleveringsketenwederzijds voordelige ontwikkeling kunnen bereiken door middel van diepere samenwerking. Bovendien kan de groei van destroombatterij-industriepresenteert nieuwe investeringsmogelijkheden voor dekapitaalmarkten.
