Comparaison des matériaux des plaques de champ d'écoulement pour les batteries à flux et les avantages en matière de stabilité des plaques de champ d'écoulement en graphite rigide

Actuellement, les plaques de canal d'écoulement utilisées dans les batteries à flux comprennent principalement des plaques de graphite flexibles, des plaques de graphite flexibles imprégnées et des plaques de graphite flexibles améliorées par une résine fluorée. Parmi elles, les plaques bipolaires en graphite flexible peuvent subir un gonflement et des bulles en raison du dégagement d'oxygène et d'hydrogène au niveau des électrodes positives et négatives pendant l'utilisation, entraînant une augmentation de la résistance interne globale, des modifications du taux de compression du corps en feutre et une augmentation de la résistance à l'écoulement. Pire encore, en raison des différentes tailles et emplacements des bulles, il devient difficile de contrôler la compression, ce qui entraîne une mauvaise cohérence dans la pile à combustible. Les plaques de graphite flexibles imprégnées, généralement recouvertes de résine acrylique, ne résistent pas à une exposition à long terme à l'électrolyte et à la corrosion électrochimique. Une fois que la résine sur la surface de la plaque est corrodée, l'hydrogène et l'oxygène continueront à provoquer des bulles sur la surface de la plaque. Pour les plaques de graphite flexible renforcées par une résine fluorée, du PVDF est généralement ajouté. Le processus consiste à mélanger les matériaux à travers un séparateur cyclone, puis à les rouler dans du papier, puis à les presser à chaud pour réticuler le PVDF. Ce processus est conforme à celui des plaques bipolaires en graphite flexible classiques. Par conséquent, par rapport aux plaques de canal d'écoulement qui atteignent souvent des épaisseurs de 1,6 mm, 1,8 mm ou même 2 mm, il est difficile pour le distributeur d'obtenir une distribution uniforme, et le pressage à chaud augmente les coûts, rendant les plaques de canal d'écoulement produites par ce procédé trop coûteuses pour une application de masse. Les plaques de canal d'écoulement en graphite dur de notre société sont fabriquées en mélangeant du coke d'asphalte et de la poudre de coke de pétrole avec de la résine par moulage, suivi d'une imprégnation en phase liquide et d'une graphitisation pour produire des plaques de canal d'écoulement en graphite artificiel. Ces plaques sont moulées en une seule étape, sans aucun autre matériau ajouté à l'exception du carbone, et sans structure de graphite intercalaire. Par conséquent, ces plaques ne subissent pas de gonflement ni de bulles dues au dégagement d’oxygène et d’hydrogène au niveau des électrodes positives et négatives, offrant ainsi une grande stabilité et un coût relativement faible. Ces plaques ont été validées dans des systèmes hautement corrosifs et à fort dégagement d'hydrogène tels que les batteries à flux zinc-brome et les batteries à flux fer-chrome, démontrant une excellente stabilité. Ce sont actuellement les plaques de canal d'écoulement les plus stables pour les batteries à flux.

Plaque de guidage rigide

Remarque spéciale : cette plaque de canal d'écoulement résout complètement le problème des bulles et peut être utilisée de manière stable dans les systèmes de fer-chrome sujets au dégagement d'hydrogène et les systèmes de brome de zinc avec une forte corrosivité.