I. Ruta general del proceso
Selección y proporción de materias primas → Mezclado y composición a alta-velocidad → Distribución y pre-preposición del material moldeado → Moldeo a alta-temperatura y alta-presión y formación en un-paso → Retención de presión y enfriamiento para dar forma → Desmoldeo y corte → Post-procesamiento de la superficie → Inspección y almacenamiento de precisión
II. Descripción detallada del proceso de cada paso
1. Selección de materia prima y proporción de fórmula.
Utilice grafito en escamas de alta-pureza + fibra de carbono-cortada de alta-calidad + resina PVDF/PP resistente a la corrosión-como materias primas principales, combinadas con una pequeña cantidad de agentes de acoplamiento y auxiliares de dispersión.
El relleno de carbono total representa del 60% al 90%, del cual la fibra de carbono representa del 5% al 15%, y desempeña un papel en el endurecimiento, fortalecimiento y construcción de una red conductora;
La resina sirve como matriz de unión, resistente a la oxidación de iones y ácidos fuertes, adecuada para las condiciones de trabajo a largo plazo-del electrolito de ácido sulfúrico VRFB;
La relación precisa garantiza el equilibrio de cuatro propiedades: conductividad, resistencia mecánica, resistencia a la corrosión y hermeticidad.
2. Mezclado a alta-velocidad + moldeado sellado
Primero, agitación mecánica de alta-velocidad de polvo de grafito y polvo de fibra de carbono para dispersar los grupos de fibras y lograr una dispersión uniforme;
Luego, agregue el polvo a la extrusora de doble-tornillo, controlada entre 170 y 210 grados para derretir la resina, permitiendo que la resina penetre completamente, encapsule el grafito y la fibra de carbono y forme una mezcla compuesta homogénea.
Función del proceso: Construir una ruta conductora continua para evitar una alta resistencia local, asegurando al mismo tiempo que la fibra de carbono no se rompa ni se aglomere.
3. Trituración y granulación + distribución uniforme del molde.
Enfriar y triturar el material del bloque moldeado en partículas uniformes;
Coloque cuantitativamente el material en el molde de acero dedicado de acuerdo con el espesor de la placa, aplánelo manual o automáticamente para garantizar un espesor de capa uniforme y evitar la desviación del espesor de la placa y la distribución desigual de la corriente después del moldeo.
4. Proceso central: moldeado en un-paso a alta-temperatura y alta-presión
Este es el método de formación más convencional y maduro para placas bipolares compuestas VRFB.
Temperatura de formación: 180 a 220 grados
Presión de formación: 8 a 15 MPa
Tiempo de retención térmica y de retención de presión: 15 a 30 minutos
El molde está pre-procesado con canales de flujo de electrolito en forma de serpiente-/paralelos/cruz-tipo de dedo, y los canales de flujo, las ranuras guía y los bordes de sellado se presionan directamente durante el proceso de moldeo sin la necesidad de un posterior procesamiento de fresado extenso.
Función de proceso:
La resina está completamente reticulada y curada, la placa está densificada y la porosidad es extremadamente baja, lo que evita fugas y-contaminación cruzada del electrolito VRFB;
La fibra de carbono se compacta y orienta, lo que mejora significativamente la resistencia a la flexión y al impacto de la placa, resolviendo el problema de fragilidad de las placas de grafito puro;
El relleno de carbón está en estrecho contacto, lo que garantiza un rendimiento conductivo general estable y una baja resistencia de contacto.
5. Retención lenta de presión y enfriamiento para dar forma
Después del moldeo, mantenga la presión de cierre del molde y enfríe lentamente a temperatura ambiente.
Evite la tensión interna causada por el enfriamiento rápido, evitando la deformación, deformación y flexión de la doble placa, asegurando la planitud y la precisión del ensamblaje, y cumpliendo con los requisitos para sellar el ensamblaje de la pila de baterías.
6. Desmoldar, cortar y recortar
Después de enfriar, desmolde y retire la placa en blanco completa con los canales de flujo;
Corte en dimensiones estándar utilizando una máquina cortadora, pula las rebabas de los bordes y desbaste, asegurando una tolerancia dimensional constante.
7. Postprocesamiento fino de superficie-
Realice un esmerilado y pulido fino en la superficie de la placa bipolar:
Reduzca la rugosidad de la superficie, reduzca la resistencia de contacto con el electrodo de carbono, mejore la eficiencia del voltaje de la batería;
Limpie el polvo y las impurezas de la superficie para evitar la contaminación por electrolito;
La superficie es plana y uniforme, se ajusta mejor a la junta de sellado y no tiene fugas durante el funcionamiento-a largo plazo.
8. Pruebas de rendimiento y clasificación.
Pruebe indicadores clave en lotes: resistividad de volumen, resistencia a la flexión, densidad, hermeticidad, tolerancia dimensional, elimine productos defectuosos deformados, agrietados y no-conductivos, garantizando el cumplimiento total de los estándares para ciclos largos-y condiciones de trabajo de fuerte-corrosión de baterías de flujo líquido.
III. Características del proceso (adaptadas a las ventajas de VRFB) El moldeado de una pieza-presenta directamente un canal de flujo, lo que da como resultado una alta eficiencia de producción y una buena consistencia de lotes, lo que lo hace adecuado para la producción en masa a gran-escala de pilas de almacenamiento de energía.
El material de la lámina es denso sin microporos, resistente a ácidos y oxidantes fuertes y libre de fugas de electrolitos. La duración de la batería puede alcanzar de 15 a 20 años.
Las fibras de carbono se comprimen y refuerzan durante el proceso de moldeo, lo que hace que las placas sean muy elásticas, resistentes a la presión del ensamblaje y menos propensas a sufrir daños.
El proceso es altamente controlable, lo que permite ajustes del contenido de carbono, el espesor de la lámina y la estructura del canal de flujo de acuerdo con los requisitos de energía de la batería.
Una descripción detallada del proceso de pos-tratamiento de la superficie de las placas bipolares compuestas de fibra de carbono utilizadas en baterías de flujo redox de vanadio (VRFB).
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