بطارية التدفق ولوحة الجرافيت لبطارية التدفق - المعرفة العملية الشاملة للصناعة

I. الفهم الأساسي: ما هي بطارية التدفق
1. التعريف وتحديد المواقع الأساسية
بطارية التدفق (Flow Battery) عبارة عن بطارية لتخزين الطاقة الكهروكيميائية-تعتمد على الماء، وتنتمي إلى تقنية تخزين الطاقة طويلة المدى-. ميزتها الأساسية هي أن القوة والقدرة مستقلتان:
حجم الطاقة: تحدده الخلية (وحدة التفاعل الأساسية)؛
سعة تخزين الطاقة: يتم تحديدها من خلال حجم خزان تخزين الإلكتروليت والكمية الإجمالية للإلكتروليت.
تختلف عن بطاريات الليثيوم وبطاريات الرصاص-الحمضية: لا يقوم جسم البطارية بتخزين الطاقة؛ يتم تخزين الطاقة في المنحل بالكهرباء السائل الخارجي، ويكتمل الشحن والتفريغ من خلال تداول المنحل بالكهرباء.
2. المزايا الأساسية (يجب التأكيد على نقاط البيع الأساسية للصناعة عند التواصل مع العملاء)
أمان عالي للغاية: يعتبر الإلكتروليت عبارة عن نظام محلول يعتمد على الماء-، دون التعرض لمخاطر الاحتراق أو الانفجار، مما يجعله الخيار المفضل لتخزين الطاقة على نطاق واسع-.
دورة حياة طويلة للغاية: في ظل الظروف العادية، يمكن أن تصل أوقات الدورة إلى أكثر من 10,000 مرة، مع عمر خدمة يتراوح من 15 إلى 25 عامًا، وهو أعلى بكثير من بطاريات الليثيوم؛
لا يوجد ضرر من التفريغ العميق: يمكن شحنه بالكامل وتفريغه بنسبة 100%، دون التأثير على عمر البطارية؛
توسعة لا نهائية في السعة: بمجرد إضافة خزان تخزين الإلكتروليت، يمكن زيادة مقياس تخزين الطاقة، وهو مناسب لمحطات تخزين الطاقة ذات الحجم الكبير على مستوى MW-وGW-المستوى-؛
قدرة جيدة على التكيف مع درجات الحرارة المنخفضة-: يمكن أن تعمل بثبات في درجات الحرارة التقليدية -من 20 درجة إلى 60 درجة، ويمكن استخدامها أيضًا في المناطق المرتفعة؛
صديقة للبيئة وسهلة إعادة التدوير: يمكن إعادة تدوير مكونات الإلكتروليت والجرافيت وإعادة استخدامها، دون تلوث المعادن الثقيلة.
3. سيناريوهات التطبيق الرئيسية (تحديد قاعدة عملائك)
جانب الشبكة: حلاقة ذروة الشبكة، تعديل التردد، القدرة الاحتياطية، توسيع الشبكة؛
دعم الطاقة الجديدة: تخزين الطاقة لمحطات الطاقة الكهروضوئية ومزارع الرياح (حل المشكلة المتقطعة لتوليد الطاقة الجديدة)؛
تخزين الطاقة الصناعية والتجارية: قطع وتعبئة ذروة المصنع، وإمدادات الطاقة الاحتياطية، وشبكة - صغيرة؛
مصدر طاقة خارج الشبكة-: أنظمة إمداد طاقة مستقلة لمناطق التعدين النائية والجزر والمناطق الرعوية؛
سيناريوهات خاصة: المعدات العسكرية، ومعدات المراقبة تحت الماء، وإمدادات الطاقة الاحتياطية الفضائية، وأبحاث تخزين الطاقة المعملية.
ثانيا. طرق التكنولوجيا السائدة (المدارس الأربع الرئيسية في الصناعة، التي تحدد بشكل مباشر اختيار ألواح الجرافيت)
تنقسم بطاريات التدفق المتوفرة تجاريًا حاليًا إلى أربعة مسارات رئيسية. تتميز أنظمة الإلكتروليت المختلفة بتباين كبير في التآكل ودرجات الحرارة وظروف التشغيل، والتي تعد الأساس الأول لاختيار ألواح الجرافيت.

نقاط العمل الرئيسية: أكثر من 90% من مشاريع تخزين الطاقة الكبيرة المحلية والخارجية-تستخدم جميع-بطاريات تدفق الفاناديوم، وهذا أيضًا أكبر سوق لتطبيقات ألواح الجرافيت.
ثالثا. سلسلة صناعية كاملة
تنقسم السلسلة الصناعية لبطارية التدفق السائل إلى المواد الخام الأولية، والمكونات الأساسية للتيار الأوسط وتكامل المكدس، وتطبيقات تخزين الطاقة النهائية. باعتبارنا مصنعًا للوحة الجرافيت ثنائية القطب، فإنك تنتمي إلى مورد المواد الأساسية للتيار الأوسط.
1. المنبع: نهاية المواد الخام
المواد الخام للوحة الجرافيت (المنبع الخاص بك)
الجرافيت الاصطناعي، رقائق الجرافيت الطبيعية، مادة رابطة الأسفلت، الراتنج (PP / PVDF)، ألياف الكربون، عامل تشريب، مادة مضافة موصلة؛
المواد الخام الداعمة الأخرى: المواد الخام المنحل بالكهرباء، فاصل الأيونات، قطب لباد الكربون، أجزاء الختم، خطوط الأنابيب، المضخات والصمامات.
2. التدفق الأوسط: المكونات الأساسية + تكامل المكدس (مجموعة العملاء المباشرة الخاصة بك)
هذه هي مجموعة العملاء التي تتفاعل معها أكثر من غيرها، وتنقسم إلى 5 فئات:
الشركات المصنعة للبطاريات (العملاء الأساسيون): إنتاج مجموعات البطاريات بشكل مستقل، وبيع المجموعات الكاملة خارجيًا، وشراء ألواح الجرافيت القياسية/المخصصة على دفعات؛
القائمون على تكامل أنظمة تخزين الطاقة: شراء مجموعات من المكونات + المكونات الداعمة، وتجميعها في نظام كامل لتخزين الطاقة، وغالبًا ما يتم الشراء على دفعات؛
مؤسسات أبحاث وتطوير البطاريات / معاهد الأبحاث: الجامعات، والمختبرات، وشركات أبحاث الطرق الجديدة، تنتج بشكل أساسي دفعات صغيرة من-العينات المخصصة عالية الدقة؛
شركات تجارة المكونات / شركات التجارة الخارجية: الوسطاء المحليون، والمستوردون في الخارج، الذين يشاركون في توزيع إعادة البيع، وأسعار القيمة، ووقت التسليم، والتداول الفوري؛
شركات هندسة المعدات: أطراف إنشاء مشاريع الطاقة، شراء قطع الغيار البديلة للنظام.

3. المصب: التطبيقات الطرفية
محطات تخزين الطاقة-الكبيرة الحجم، ومؤسسات طاقة الرياح والطاقة الشمسية، وشركات شبكات الطاقة، والمؤسسات الصناعية والتعدين، والمشاريع الخارجية خارج الشبكة-، وما إلى ذلك. (بشكل عام، لا تتصل بشكل مباشر، ويتم نقلها عن طريق شركات التكامل/الشركات المصنعة للمكدس).
رابعا. شرح تفصيلي للمكونات الأساسية (النقطة الأساسية: ألواح الجرافيت ثنائية القطب لبطاريات التدفق السائل)
تعد ألواح الجرافيت ثنائية القطب (اختصار الصناعة: ألواح الجرافيت، الألواح ثنائية القطب) أحد المكونات الأساسية الثلاثة لمجموعات بطاريات التدفق السائل (ألواح ثنائية القطب + قطب كهربائي لباد الكربون + فاصل أيوني)، وهي أيضًا المكون ذو أعلى نسبة تكلفة وأعلى عتبة تقنية.
1. خمس وظائف أساسية لألواح الجرافيت ثنائية القطب (يجب تقديمها عند تقديم المنتجات خارجيًا)
جامع موصل: يجمع التيار الناتج عن القطب الكهربائي، ويربط كل بطارية على حدة، ويتطلب مقاومة سطحية منخفضة وموصلية عالية؛
تصريف الإلكتروليت: قنوات تدفق خاصة محفورة على سطح اللوحة، تنقل الإلكتروليت بالتساوي إلى سطح القطب، مما يؤثر بشكل مباشر على كفاءة توليد الطاقة للبطارية؛
العزل والختم: قم بفصل الإلكتروليت الموجب والسالب للبطاريات المفردة المجاورة، ومنع -السائل والدائرة القصيرة؛
الدعم الهيكلي: بعد تجميع المكدس بالكامل، فإنه يتحمل الضغط، ويعمل كإطار للمكدس، ويتطلب قوة ضغط وانحناء عالية؛
تبديد الحرارة المساعد: يوازن درجة الحرارة الداخلية للمكدس، ويتجنب ارتفاع درجة الحرارة المحلية.
2. فئات المنتجات الرئيسية في الصناعة (جنبًا إلى جنب مع خط الإنتاج الخاص بك)
استنادًا إلى سيناريوهات المواد والعمليات والاستخدام، تنقسم الصناعة إلى ثلاث فئات، وهي أيضًا الفروق الأساسية لعروض الأسعار والاختيار:
(1) ألواح الجرافيت ثنائية القطب النقية (ألواح الجرافيت الكثيفة)
العملية: -مواد خام جرافيت عالية النقاء ← ضغط متساوي الاستاتيك ← 2500 درجة + درجة حرارة عالية-جرافيت ← تشريب فراغي ضد -تسرب ← قنوات تدفق نقش دقيقة باستخدام الحاسب الآلي؛
الخصائص الأساسية: أعلى مقاومة للتآكل، موصلية عالية، مسامية منخفضة للغاية، أطول عمر؛
العيوب: هشاشة عالية، تكلفة معالجة عالية، سمك كبير نسبيًا (3-6 مم)؛
ينطبق: الفاناديوم / الحديد-إلكتروليت حمض الكروم القوي، -مشاريع تخزين الطاقة العالية الجودة، وتجارب البحث العلمي، والطلبات الخارجية العالية الجودة-.
(2) الألواح ثنائية القطب المركبة القائمة على الجرافيت- (النماذج التجارية الرئيسية)
العملية: مسحوق الجرافيت + الراتنج الجزيئي العالي + خليط ألياف الكربون ← مصبوب ← معالجة قناة التدفق؛
الخصائص الأساسية: يمكن تحويل القوة الميكانيكية العالية، والمتانة الجيدة، والتكلفة المنخفضة، إلى صفائح رقيقة جدًا-(0.6-2 مم)، ومناسبة للإنتاج الضخم على نطاق واسع؛
العيوب: الموصلية، ومقاومة التآكل أقل قليلاً من الجرافيت النقي؛
قابل للتطبيق: محطات تخزين الطاقة التجارية المحلية والأجنبية-الكبيرة الحجم (أكبر استخدام حاليًا في السوق).
(3) معالجة ألواح الجرافيت المرنة: يتم ضغط الجرافيت الممتد ولفه لتشكيله بمرونة جيدة؛
التطبيق: مناسب للبطاريات الصغيرة وحزم البطاريات ذات الهيكل المختوم الخاص، مع حصة سوقية صغيرة.
3. مؤشرات الأداء الرئيسية (المعلمات التي سيسأل عنها العملاء بالتأكيد، والتي تتوافق مع تقرير اختبار منتجك)
المؤشرات الإلزامية العامة للصناعة، والتي يقدرها بشكل خاص العملاء الأجانب:
الموصلية الكهربائية / مقاومة السطح: تحديد كفاءة التوصيل، المؤشر الأساسي لمشاريع تخزين الطاقة.
قوة الانحناء/الضغط: تحديد ما إذا كان التشقق يحدث أثناء التجميع والنقل والاستخدام؛
المسامية: كلما كانت نسبة التسرب أقل، كلما كانت مقاومة التسرب أفضل، مما يمنع تسرب الإلكتروليتات؛
مقاومة التآكل: معدل التآكل السنوي في البيئة الحمضية القوية، يحدد عمر خدمة المنتج؛
دقة الأبعاد، دقة قناة التدفق: تؤثر على أداء ختم التجميع وتأثير توجيه التدفق؛
هيكل أخدود الختم: يتكيف مع حلقات الختم، تصميم لمنع تسرب السائل.

4. بنية قناة التدفق (طلب التردد العالي-المخصص)
قنوات التدفق هي العناصر الرئيسية المخصصة لألواح الجرافيت، وسيحدد العملاء النمط وفقًا لطاقة البطارية ومعدل تدفق الإلكتروليت:
قنوات التدفق المتوازية: بنية بسيطة، وفقدان ضغط صغير، ومناسبة لمجموعات البطاريات ذات المساحة الكبيرة -والطاقة العالية-؛
قنوات التدفق الحلزوني: مدة بقاء الإلكتروليت طويلة، وتفاعل أكثر اكتمالا، ويشيع استخدامها في مجموعات بطاريات الطاقة المتوسطة-؛
قنوات التدفق المتقاطعة-من النوع الإصبعي: اختراق قسري للأقطاب الكهربائية، وأعلى كثافة طاقة، ويفضل استخدام مجموعات البطاريات الصغيرة والعالية الطاقة-؛
قنوات التدفق الشبكي: توجيه التدفق ثلاثي الأبعاد، يستخدم في الغالب للبطاريات الخاصة والتجريبية.