바나듐 흐름 배터리의 스택 구조

바나듐 흐름 배터리의 스택 구조

그만큼 바나듐 액체 흐름 배터리 에너지 저장 시스템 주로 배터리 스택, 전해질 저장 및 공급 장치, 배터리 관리 시스템, 전력 변환 시스템, 에너지 관리 시스템 등으로 구성됩니다. 배터리 스택은 바나듐 액체 흐름 배터리(VRFB)의 가장 중요한 구성 요소이며 의 힘을 결정한다. VRFB.

1. 기본구조

그만큼 VRFB 스택 일반적으로 필터 프레스 형태로 여러 개 또는 수십 개의 단일 셀로 조립됩니다. 주요 구성 요소로는 엔드 플레이트, 가이드 플레이트, 집전체, 양극 플레이트, 전극 프레임, 전극, 이온 전도막 및 밀봉 재료가 포함됩니다. 일반적으로 단일 셀은 직렬로 연결되며 인접한 두 셀 사이의 양극과 음극이 양극판으로 연결되고 집전체는 스택의 양쪽 끝에서 전압을 출력하여 특정 전압 레벨의 VRFB 스택을 형성합니다. 스택의 작동 전류는 실제 작동 전류 밀도와 전극 면적에 의해 결정되고, 스택에 직렬로 연결된 단일 셀의 수는 스택의 출력 전압과 전력을 결정하며, 스택의 정격 전력 밀도는 다음과 같이 결정됩니다. 정격 작동 전류 밀도 및 단일 셀의 전압.

2. 전해질의 분포
VRFB의 경우 배터리 내부 전해액의 흐름 분포는 배터리 스택 성능에 영향을 미치는 핵심 요소이다. 전해질은 배터리 스택의 입구 파이프라인으로 흐르고, 공통 파이프라인으로 들어가며, 각 단일 셀의 전극 프레임에 있는 분기 흐름 채널로 하나씩 병렬로 흐른 다음 전극을 통해 흘러 전기화학 반응에 참여하며, 그런 다음 출구 분기 흐름 채널과 공통 파이프라인을 통해 배터리 스택 밖으로 흐릅니다. 그 중 배터리 스택의 성능에 가장 큰 영향을 미치는 요소는 전극 프레임과 전극 내 분기 파이프라인의 전해질 흐름이다. 전극의 전해질이 고르지 않게 분포되면 큰 농도 분극이 발생하여 배터리 스택의 작동 전류 밀도가 감소합니다.

공통 파이프라인은 배터리 스택의 각 배터리를 연결하는 역할을 담당하며 각 배터리에 전해질을 고르게 분배하는 역할을 합니다. 따라서 흐름 형태의 선택과 구조적 매개변수의 설계는 전극의 전해질 분포 균일성에 직접적인 영향을 미치고, 이에 따라 배터리 스택의 전압 균일성에 영향을 미치며, 나아가 배터리의 성능, 안정성 및 서비스 수명에도 영향을 미칩니다. 스택.

3. 씰링 재료 및 구조
VRFB는 이온 전도성 막을 사용하여 양극과 음극의 전해질을 분리합니다. 배터리 스택에는 양면의 전해질이 서로 침투하는 것을 방지하고, 배터리 스택의 쿨롱 효율과 에너지 저장 용량을 감소시키며, 작동 안전성을 향상시키기 위해 밀봉 기술이 필요합니다. 동시에 전해액이 배터리 스택 외부로 누출되는 것을 방지하기 위한 밀봉 기술도 필요하다. VRFB에 일반적으로 사용되는 밀봉재는 고무재질로 우수한 내식성, 화학적 안정성, 탄성 등이 요구됩니다.

4. 배터리 스택 통합
양극판, 씰, 전극 프레임, 전극, 이온 전도성 막, 전극, 전극 프레임, 씰 등이 함께 쌓여 VRFB의 단일 셀을 형성합니다. 여러 개 또는 수십 개의 단일 셀을 필터 프레스 방식으로 적층하고 양쪽에 집전체와 엔드 플레이트를 설치하여 VRFB 배터리 스택을 조립합니다. 배터리 스택 조립 공정은 주로 두 단계로 나뉩니다.

① 포지셔닝. 단일 셀 수가 증가함에 따라 배터리 스택 구성 요소가 크게 증가합니다. 30kW 배터리 스택은 일반적으로 약 50개의 단일 셀로 구성되며 수백 개의 구성 요소로 구성됩니다. 위치 결정 구조에 따라 이러한 구성 요소를 하나씩 조립하면 정렬 불량을 방지하여 전해질의 균일한 분포를 보장하고 누출을 방지할 수 있습니다.

② 조립압력 균일성. 프레스를 가압할 때에는 가압면과 엔드 플레이트의 평행도, 가압 속도가 매우 중요합니다. 병렬성이 낮거나 실행 속도가 너무 빠르면 배터리 스택이 변형되고 심지어 구성 요소가 배출될 수도 있습니다.