Полныйпроточная батареяСистема хранения энергии обычно включает в себяблок питания(электролитный стек),единица энергии(электролитирезервуар для хранения электролита),блок подачи электролита(трубопровод,насосы,клапаны,датчикии т.д.), исистема управления аккумулятором. Среди них,блок питанияявляется основным элементом, определяющим масштаб мощности системы, в то время какединица энергиииграет решающую роль в энергоемкости системы. Два блока работают независимо, но в координации для поддержки общей функциисистема хранения энергии на основе проточной батареи.
Процесс производства проточных батарей: полный разбор
Сборка электролитного стекаПроизводственный процесс начинается со сборкиэлектролитный стекпосле подготовки ключевых материалов. Первый шаг — использоватьтехнология лазерной сваркичтобы слитьбиполярные пластиныимембраныв единое уплотнение для предотвращения утечки. Этопроцесс лазерной сваркиимеет уникальные преимущества, такие как достижение мгновенного нагрева, плавления и затвердевания, что гарантирует отсутствие деформации всего стека. По сравнению с традиционными методами, такими как нагревательные пластины, термоклей или уплотнительные кольца,лазерная сваркаповышает эффективность сварки более чем в пять раз. Кроме того,зона термического влиянияв течениелазерная сваркаобычно контролируется в пределах ±1 мм, что эффективно снижает негативное воздействие высоких температур напроизводительность электролита. Это применение не только повышает надежность стека, но и улучшает автоматизацию сборки и сокращает использование уплотнительных материалов, тем самым снижая стоимость стека.
Послелазерная сварка, следующие шаги — укладка и затягивание. Запечатанныйбиполярные пластины,мембранные уплотнения, и другие компоненты укладываются в соответствии с требуемой последовательностью и количеством. После сжатия и герметизации компоненты закрепляются болтами, завершая сборку штабеля.
Тестирование производительности утечки и заряда/разрядаКак толькосборка стеказавершено, оно перемещается в испытательное оборудование дляиспытание на герметичность. Несоответствующая продукция отправляется обратно на повторную герметизацию черезпроцесс лазерной сварки. Соответствующие требованиям продукты затем переходят к следующему этапу —тестирование производительности заряда/разряда. Основное внимание на этом этапе уделяется обеспечению стабильности среды тестирования, последовательности отключения заряда/разряда и однородностиэлектролитсостояния, все из которых имеют решающее значение для точных и надежных результатов испытаний.
Заполнение электролитомЭтот шаг используетавтоматическая система впрыска жидкости. Во-первых,аккумуляторная батареяподвергается вакуумной обработке для созданияотрицательное давление окружающей среды, за которым следует автоматическая инъекцияэлектролитчерез порт заполнения. Весь процесс происходит при нормальной температуре и в полностью герметичных условиях, чтобы внешние факторы не мешалиэлектролитипроизводительность стека.
Интеграция и сборка системы хранения энергииЗаключительный этап – интеграция и сборкасистема хранения энергии. Несколько готовыхстеки,металлические рамы,трубопровод, аксессуары,электролитные баки,магнитные насосы, иэлектрические системы управлениясобраны в стандартизированныйсистема хранения энергии.
Помимо специализированного оборудования, используемого на этих основных этапах производства, необходимо и другое общее вспомогательное оборудование, такое как:градирни,системы очистки выхлопных газов,воздушные компрессоры, исистемы чистой воды. Хотя эти вспомогательные устройства не принимают непосредственного участия в основных этапах производства, они играют незаменимую роль в обеспечении бесперебойного производственного процесса, поддержании стабильности окружающей среды и гарантировании качества продукции.
Ключевые материалы в производстве проточных батарей
МембранаTheмембрана, также известный какионообменная мембрана, имеет чрезвычайно важное значение вванадиевые проточные батареи. Он изолируетположительные и отрицательные электродыизэлектролит, предотвращая короткие замыкания и перекрестное загрязнение, сохраняя при этом ионный баланс в системе. Проницаемость, стабильность и стоимостьмембранаявляются критическими факторами для коммерциализациипроточные батареи.
В зависимости от содержания фтора различают различные типымембраны, включаямембраны из перфторсульфоновой кислоты,частично фторированные мембраны,нефторированные мембраны, икомпозитные ионообменные мембраны.Мембраны из перфторсульфоновой кислотыБлагодаря своей высокой проводимости, низкому сопротивлению протонам и механической прочности они являются единственными, которые были запущены в коммерческую эксплуатацию, в то время как другие все еще находятся на экспериментальной стадии.
Биполярные пластиныБиполярные пластиныявляются ключевым компонентом впроточные батареи, отвечающий за последовательное соединение ячеек, проведение тока и поддержку электродов. Идеальный материал длябиполярные пластиныдолжно быть хорошопроводимость,электрохимическая стабильность,коррозионная стойкость, имеханическая прочность.
Материалы, используемые длябиполярные пластинывключатьметаллы,графит,композитные материалы, иинтегрированные электродно-биполярные пластины.Графитовые пластиныпредпочтительны из-за их хорошей проводимости и химической стабильности, но они имеют низкуюмеханическая прочность, хрупкие, сложные в обработке, дорогие и сложные в массовом производстве.Композитные биполярные пластиныобъединить преимущества обоихметаллиграфит, что делает их новым основным выбором.Интегрированные электродно-биполярные пластиныобъединить электрод ибиполярная пластинав единое целое, улучшаяпроизводительность батареии простота сборки, но процесс более сложный и дорогой.
ЭлектролитTheэлектролитявляется основным материалом впроточные батареи, напрямую влияющие на производительность и стоимостьединица энергии. Объем и концентрацияэлектролитопределить максимумемкость хранения энергиисистемы, в то время как чистота, стабильность и температурный диапазонэлектролитвлияют наэффективность батареии продолжительность жизни.
Например, вванадиевые проточные батареи,электролитиблок питаниярасходы составляют примерно 50% от первоначальных инвестиций. По мере увеличения времени зарядки/разрядки стоимостьэлектролитстановится больше доля. Основные методы приготовленияванадиевые электролитывключатьфизическое растворение,химическое восстановление, иэлектролиз, сэлектролизявляется наиболее распространенным методом для крупномасштабного производства.
Проблемы и возможности отрасли
Ценовое давление и технологические прорывы:Ванадиевые проточные батареивсе еще сталкиваются с относительно высокими издержками производства. Сокращение этих издержек и повышение эффективности будут иметь ключевое значение для будущего развития отрасли.Технологические прорывы, такие как разработка новыхэлектролиты, может помочь снизить затраты и повысить производительность.
Политическая поддержка и рыночные возможности: Глобальныйполитикаизменения виндустрия хранения энергиисоздаст новые инвестиционные возможности дляпроточные батареи.Ванадиевые проточные батареи, с их высокимплотность энергиии длинныйпродолжительность жизни, имеют уникальные преимущества на рынке. Поскольку спрос навозобновляемая энергияувеличивается,проточные батареиОжидается, что они будут играть все более важную роль всектор хранения энергии.
Конкуренция и будущие направления:Проточные батареистолкнуться с конкуренцией со стороны новыхтехнологии хранения энергиитакой каклитий-ионныйинатрий-ионные аккумуляторы. Чтобы захватить большую долю рынка,промышленность поточных батарейнеобходимо будет сосредоточиться натехнологические инновациии отраслевое сотрудничество.
Сотрудничество в цепочке поставок и возможности рынка капитала: Компании по всемуцепь поставок проточной батареиможет достичь взаимовыгодного развития посредством более глубокого сотрудничества. Кроме того, ростпромышленность поточных батарейпредставляет новые инвестиционные возможности длярынки капитала.
