Ikaw ay nasa cell build review para sa 30 kW vanadium flow na baterya. Ang frame ay machined at ang electrode felt batch ay may sukat na 4.1 hanggang 5.0 mm sa 52 sheet. Ang huling variable ay ang flow field plate: isang flexible graphite composite na nagde-deform sa ilalim ng clamping, o isang matibay na carbon-polymer plate na nagtataglay ng geometry nito. Ang maling pagpili ay maaaring tumaas ng 18% ang resistensya sa pakikipag-ugnayan at panatilihing mas mababa ang rate ng kasalukuyang density ng stack. Ang sagot ay depende sa frame flatness, electrode thickness tolerance, at kung magkano ang pumping power na handa mong gastusin.
Paano Mekanikal na Naiiba ang Flexible vs Matibay na Flow Field Plate
Ang parehong mga uri ng plate ay nagdadala ng kasalukuyang, namamahagi ng electrolyte, at sumusuporta sa elektrod laban sa puwersa ng bolt. Naiiba sila sa elastic modulus at kung paano sila tumugon sa pagkakaiba-iba ng kapal.
Ang isang flexible flow field plate ay isang compliant na carbon-graphite composite sheet na nababanat ang anyo sa ilalim ng stack compression upang ma-accommodate ang electrode thickness tolerance. Ang matibay na flow field plate ay isang stiff molded composite na nagpapanatili ng channel geometry nito sa ilalim ng parehong load.
Ang isang nababaluktot na plato ay karaniwang binuo mula sa oriented na graphite foil na may polymer binder. Ang elastic modulus nito ay 8 hanggang 15 GPa, kaya kumikilos ito na parang compressible sheet. Ang isang matibay na plato ay hinuhubog mula sa carbon-fiber-reinforced resin, na may elastic modulus na 30 hanggang 50 GPa. Ito ay kumikilos tulad ng isang miyembro ng istruktura.
Ang praktikal na kinahinatnan: flexible plates tiisin /-0.5 mm electrode kapal pagkakaiba-iba; matibay na mga plato lamang tungkol sa /-0.1 mm. Ngunit pinipigilan ng mga matibay na plato ang kanilang channel cross-section mula sa pagsasara sa ilalim ng compression. Ang isang pagkakaibang ito ay nagtutulak sa karamihan ng mga natitirang trade-off. Tingnan mo ano ang hard flow channel plate upang maunawaan nang mas detalyado ang pagbuo ng matibay na variant.
Hard Flow Channel Plate Ang mataas na tigas na purong carbon na materyal na mga plato ay ginawa sa pamamagitan ng resin bonding, high-pressure na paulit-ulit na pagpindot, impregnation at iba pang proseso ng asphalt coke at petroleum co... Tingnan ang Produkto → Contact Resistance at Kasalukuyang Koleksyon
Ang mga nababaluktot na plato ay nagbibigay ng mas mababang paunang paglaban sa pakikipag-ugnay sa parehong metalikang kuwintas; ang mga matibay na plato ay humahawak ng paglaban sa pakikipag-ugnay na mas matatag pagkatapos ng thermal cycling. Ang contact resistance sa pagitan ng carbon plate at carbon felt ay depende sa load na pinarami ng contact area. Ang nababaluktot na plato ay ikinakalat ang rib load sa mas maraming felt strands.
Sa isang 0.4 m^2 stack test, ang isang flexible plate na may 1.5 mm ribs ay nakakuha ng 28 mOhm-cm^2 sa 9 N/cm^2. Ang matibay na plato ay nangangailangan ng 2.0 mm ribs upang maabot ang 32 mOhm-cm^2. Pagkatapos ng 800 thermal cycle mula 20 hanggang 55 C, ang matibay na plato ay nagpapanatili ng 95% ng orihinal nitong paglaban sa pakikipag-ugnay; bumagsak ang flexible plate sa 85%.
28 mOhm-cm^2 Flexible plate initial contact resistance sa 9 N/cm^2
32 mOhm-cm^2 Matibay na plato sa panimulang contact resistance na may 2.0 mm ribs
95% vs 85% Pagpapanatili ng contact pagkatapos ng 800 thermal cycle: matibay vs flexible
Hydraulics, Pressure Drop, at Channel Geometry
Ang mga matibay na plato ay nagbibigay-daan sa mas malalim na mga channel, na nagbabawas ng pagbaba ng presyon at lakas ng pumping. Ang lalim ng channel ay nakakaapekto sa pagbaba ng presyon sa inverse cube sa isang laminar flow. Sa isang serpentine channel na 1.5 mm ang lapad at 600 mm ang haba, ang pagtaas ng lalim mula 1.0 hanggang 1.5 mm ay nagbabawas ng pagbaba ng presyon ng halos 70%.
Sa isang 50 kW VRFB sa 90 L/min, ang pagbabawas ng cell pressure drop ng 0.4 bar ay nakakatipid ng humigit-kumulang 600 W ng pumping power, mga 1.2% ng stack output. Ang mga nababaluktot na plato ay limitado sa mas mababaw na mga profile dahil binabawasan ng mas malalim na mga channel ang bahagi ng tadyang na nakakapit sa elektrod. Gumagapang din sila sa channel sa paglipas ng panahon, kaya lumiliit ang epektibong lalim. Ang mga matibay na plato ay nagtataglay ng lalim ng channel para sa buhay ng stack.
Ang flow plate geometry ay nakakaapekto sa densidad ng kapangyarihan nang higit sa inaasahan ng karamihan sa mga team - basahin ang aming pagsusuri sa kung paano mapapabuti ng geometry ng flow plate ang densidad ng kapangyarihan ng system .
Maaasahan sa Pagse-sealing: Flexible vs Rigid Plate sa Assembly
Ang mga matibay na plato ay nagtatak ng mas predictably na may flat frame; ang mga nababaluktot na plato ay mas mapagpatawad sa pag-iingat ng frame. Ang isang plastic frame ay karaniwang may 0.3 hanggang 0.5 mm na flatness deviation na higit sa 600 mm. Ang nababaluktot na plato ay sumusunod sa paglihis na ito, kaya ang gasket ay nag-iiba-iba ngunit nananatili sa loob ng saklaw. Ang matibay na plato ay hindi sumusunod, kaya ang ibabaw ng seal ay karaniwang nangangailangan ng machining o isang karagdagang malambot na gasket layer.
Ang matibay na plato ay may ibang kahinaan: ang over-torquing isang bolt ng 20% ay halos walang epekto. Ang nababaluktot na plato ay lokal na dumidilim sa bolt na iyon, kaya ang tadyang sa ilalim nito ay maaaring bumagsak o magsara ng isang channel.
| Criterion | Flexible na Flow Field Plate | Rigid Flow Field Plate |
| Elastic modulus | 8-15 GPa | 30-50 GPa |
| Pagpapahintulot sa kapal | /-0.3 mm | /-0.1 mm |
| Inirerekomenda ang pag-clamping | 6-10 N/cm^2 | 10-14 N/cm^2 |
| Katigasan ng gasket (Shore A) | 70-80 | 50-60 |
| Salik ng pagbaba ng presyon | 1.0 | 0.7 |
| Pagpapanatili ng thermal cycle | 85% pagkatapos ng 800 cycle | 95% pagkatapos ng 800 cycle |
Flexible na Daloy ng Channel Plate Ang mga purong carbon material na plato na ginawa mula sa pinalawak na grapayt sa ilalim ng mataas na presyon ay maaaring iproseso sa iba't ibang mga istraktura ng channel ng daloy sa pamamagitan ng mga makinang pang-cutting, pag-ukit ng mga... Tingnan ang Produkto → Flexible vs Rigid: Alin ang Para sa Iyong Stack?
Pumili ng flexible kapag ang flatness ng frame at ang kapal ng elektrod ay nag-iiba; pumili ng matibay kapag kailangan mo ng high power density at predictable hydraulics.
Pumili ng flexible plate kapag
- Ang lugar ng cell ay mas malaki kaysa sa 0.4 m^2 at ang frame ay hinulma ng iniksyon
- Ang kapal ng nadama ng electrode ay nag-iiba ng higit sa /-0.3 mm
- Ang daloy ng landas ay maikli at ang pagbaba ng presyon ay hindi nangingibabaw
- Maaaring i-retorque ng iyong maintenance crew ang stack pagkatapos ng formation
Pumili ng matibay na plato kapag
- Ang target na density ng kuryente ay higit sa 300 mW/cm^2
- Mahaba ang daanan ng daloy na may maraming serpentine na pagliko
- Gumagamit ka ng mga welded na gilid o isang metal na bipolar plate
- Ang stack ay hindi ire-retorque pagkatapos i-commissioning
Gastos, Tooling, at Supply Chain: Flexible vs Rigid at Scale
Ang mga flexible plate ay mas mura sa mababang dami; ang mga matibay na plato ay nanalo ng higit sa ilang libong mga yunit. Ang isang nababaluktot na plato ay pinutol mula sa pinagsamang sheet. Para sa isang 0.4 m^2 na cell, ang hilaw na sheet na materyal ay nagkakahalaga ng humigit-kumulang 2.5 hanggang 3.5 beses na mas mababa kaysa sa isang molded rigid plate's unit cost sa 100 piraso, dahil ang matibay na plato ay nagdadala ng tooling amortization. Sa 5,000 units, nagiging mas mura ang rigid molded plate sa bawat unit dahil mas mahusay na ginagamit ang materyal at maikli ang cycle time.
Ang tooling para sa isang matibay na plato ay karaniwang isang compression mold na may maraming cavity. Ang paunang puhunan ay depende sa laki ng plato, bilang ng channel, at kinakailangang flatness. Kung madalas na nagbabago ang iyong disenyo, ang paggawa ng nababaluktot na plato mula sa stock ng sheet ay nagbibigay sa iyo ng higit na kalayaan na umulit nang hindi nagbabayad para sa isang bagong amag.
Gumagawa ang Jiaxing Naco New Material Co., Ltd. ng parehong flexible flow channel plates at rigid flow channel plates, para masuri mo ang dalawang configuration laban sa parehong production tolerance at parehong kontrol sa kalidad. Kapag pinanggalingan mo ang alinmang plato, tanungin ang supplier para sa pagpapaubaya ng kapal sa hilaw na sheet o molding, dahil tinutukoy nito kung kailangan mo ng mas makapal na felt o karagdagang gasket compensation.
Carbon Fiber Reinforced Carbon-Plastic Bipolar Plate Ang mga carbon bipolar plate ng aming kumpanya ay ang unang carbon fiber reinforced flexible graphite bipolar plates sa industriya. Hindi sila masisira kahit na nakatungo sa 360°, w... Tingnan ang Produkto → Isang Checklist ng Desisyon para sa Iyong Stack
Itugma muna ang plato sa pinakamahinang tolerance ng iyong stack, pagkatapos ay sa daloy ng daloy nito.
- Sukatin ang kapal ng nadama ng elektrod sa buong batch. Kung ang spread ay nasa itaas /-0.3 mm, magsimula sa isang flexible plate.
- Suriin ang flatness ng frame. Kung ito ay lumampas sa 0.3 mm na higit sa 600 mm, iwasan ang isang matibay na plato maliban kung gagawin mong makina ang mukha ng selyo.
- Kalkulahin ang pagbaba ng presyon ng channel sa target na daloy. Kung lumampas ito sa iyong badyet sa bomba, lumipat sa isang matibay na plato na may mas malalim na channel.
- Tantyahin ang kabuuang mga yunit at baguhin ang dalas sa ibaba 2,000 mga yunit. Ang flexible plate prototyping ay mas mabilis, ngunit ang matibay na plate tooling ay nagbabayad nang malaki.
- Subukan ang unang stack gamit ang parehong mga plato. Sukatin ang contact resistance at leak rate pagkatapos ng 500 thermal cycle bago mo aprubahan ang disenyo.
Mga Madalas Itanong
Maaari bang gamitin ang isang flexible flow field plate sa isang vanadium redox flow na baterya?
Oo. Ang flexible composite sheet ay chemically compatible sa vanadium electrolyte kapag ang polymer binder ay napili nang tama. Ang pangunahing panganib ay gumapang sa paglipas ng panahon, kaya mag-iskedyul ng retorque pagkatapos ng unang 50 hanggang 200 oras ng operasyon.
Paano maihahambing ang paglaban sa pakikipag-ugnay sa pagitan ng nababaluktot at matibay na mga plato?
Ang mga nababaluktot na plato ay karaniwang nagpapakita ng mas mababang resistensya sa unang pakikipag-ugnay dahil ang sumusunod na materyal ay umaayon sa nadama. Ang mga matibay na plato ay nangangailangan ng mas malawak na mga buto-buto upang makamit ang mga maihahambing na halaga, ngunit napapanatili nila ang paglaban sa pakikipag-ugnay nang mas mahusay kaysa sa thermal cycling.
Aling uri ng plato ang may mas mahabang buhay ng serbisyo?
Ang mga matibay na plato ay karaniwang nagtatagal sa mga stack na may mataas na temperatura dahil lumalaban ang mga ito sa creep at channel deformation. Ang mga flexible plate ay mas tumatagal sa mga application na may hindi pantay na mga frame, dahil pinahihintulutan nila ang flatness deviation nang hindi tumatagas.
Kailangan ba ng mga flow field plate ng hiwalay na gasket?
Oo. Ang parehong mga uri ay nangangailangan ng gasket sa pagitan ng plato at ng frame. Iba-iba ang tigas ng gasket - mas malambot na gasket (50 hanggang 60 Shore A) na pares na may mga matibay na plato, mas matigas na gasket (70 hanggang 80 Shore A) na pares na may mga flexible na plato.
