Một hoàn chỉnhpin lưu lượnghệ thống lưu trữ năng lượng thường bao gồmđơn vị điện(ngăn xếp chất điện phân),đơn vị năng lượng(chất điện phânVàbình chứa chất điện phân),đơn vị cung cấp chất điện giải(ống dẫn,máy bơm,van,cảm biến, v.v.), vàhệ thống quản lý pin. Trong số này,đơn vị điệnlà yếu tố cốt lõi quyết định quy mô công suất của hệ thống, trong khiđơn vị năng lượngđóng vai trò quyết định trong khả năng lưu trữ năng lượng của hệ thống. Hai đơn vị hoạt động độc lập nhưng phối hợp để hỗ trợ chức năng chung củahệ thống lưu trữ năng lượng pin dòng chảy.
Quy trình sản xuất pin Flow: Phân tích toàn diện
Lắp ráp ngăn xếp chất điện phânQuá trình sản xuất bắt đầu bằng việc lắp rápngăn xếp chất điện phânsau khi chuẩn bị các tài liệu chính. Bước đầu tiên là sử dụngcông nghệ hàn laserđể hợp nhấttấm lưỡng cựcVàmàngvào một con dấu thống nhất để ngăn chặn rò rỉ. Điều nàyquá trình hàn lasercó những ưu điểm độc đáo, chẳng hạn như đạt được khả năng gia nhiệt, làm nóng chảy và đông đặc tức thời, đảm bảo không làm biến dạng toàn bộ khối. So với các phương pháp truyền thống như tấm nhiệt, keo nóng chảy hoặc vòng đệm,hàn lasercải thiện hiệu quả hàn hơn năm lần. Ngoài ra,vùng chịu ảnh hưởng nhiệttrong lúchàn laserthường được kiểm soát trong phạm vi ±1mm, làm giảm hiệu quả các tác động tiêu cực của nhiệt độ cao lênhiệu suất điện phânỨng dụng này không chỉ nâng cao độ tin cậy của ngăn xếp mà còn cải thiện khả năng tự động hóa lắp ráp và giảm việc sử dụng vật liệu bịt kín, do đó giảm chi phí của ngăn xếp.
Sau đóhàn laser, các bước tiếp theo là xếp chồng và thắt chặt. Đã niêm phongtấm lưỡng cực,niêm phong màngvà các thành phần khác được xếp chồng theo trình tự và số lượng yêu cầu. Sau khi nén và niêm phong, các thành phần được cố định bằng bu lông, hoàn thành cụm xếp chồng.
Kiểm tra hiệu suất rò rỉ và sạc/xảMột khilắp ráp ngăn xếpđã hoàn thành, nó được chuyển đến thiết bị thử nghiệm đểkiểm tra rò rỉ. Các sản phẩm không tuân thủ sẽ được gửi lại để niêm phong lại thông quaquá trình hàn laser. Các sản phẩm tuân thủ sau đó chuyển sang bước tiếp theo—kiểm tra hiệu suất sạc/xả. Trọng tâm chính trong giai đoạn này là đảm bảo tính ổn định của môi trường thử nghiệm, tính nhất quán trong việc cắt điện/xả và tính đồng nhất củachất điện phântrạng thái, tất cả đều rất quan trọng để có kết quả xét nghiệm chính xác và đáng tin cậy.
Nạp điện giảiBước này sử dụng mộthệ thống phun chất lỏng tự động. Đầu tiên,pin xếp chồngtrải qua quá trình xử lý chân không để tạo ramôi trường áp suất âm, tiếp theo là tiêm tự độngchất điện phânthông qua một cổng nạp. Toàn bộ quá trình diễn ra ở nhiệt độ bình thường và điều kiện hoàn toàn kín để ngăn chặn các yếu tố bên ngoài can thiệp vàochất điện phânVàhiệu suất ngăn xếp.
Tích hợp và lắp ráp hệ thống lưu trữ năng lượngBước cuối cùng là tích hợp và lắp ráphệ thống lưu trữ năng lượng. Nhiều hoàn thànhchồng chất,khung kim loại,ống dẫn, phụ kiện,bình điện phân,máy bơm từ, Vàhệ thống điều khiển điệnđược lắp ráp thành một chuẩn mựchệ thống lưu trữ năng lượng.
Ngoài các thiết bị chuyên dụng được sử dụng trong các bước sản xuất cốt lõi này, các thiết bị phụ trợ chung khác cũng cần thiết, chẳng hạn nhưtháp giải nhiệt,hệ thống lọc khí thải,máy nén khí, Vàhệ thống nước tinh khiết. Mặc dù các thiết bị phụ trợ này không tham gia trực tiếp vào các bước sản xuất cốt lõi nhưng chúng đóng vai trò không thể thiếu trong việc đảm bảo quá trình sản xuất diễn ra suôn sẻ, duy trì sự ổn định của môi trường và đảm bảo chất lượng sản phẩm.
Vật liệu chính trong sản xuất pin lưu lượng
MàngCácmàng, còn được gọi làmàng trao đổi ion, là cực kỳ quan trọng trongpin dòng chảy vanadi. Nó cô lậpđiện cực dương và điện cực âmtừchất điện phân, ngăn ngừa hiện tượng đoản mạch và nhiễm chéo, đồng thời duy trì sự cân bằng ion trong hệ thống. Độ thấm, độ ổn định và chi phí củamànglà những yếu tố quan trọng cho việc thương mại hóapin dòng chảy.
Dựa trên hàm lượng flo, có nhiều loại khác nhaumàng, bao gồmmàng axit perfluorosulfonic,màng được fluor hóa một phần,màng không chứa flo, Vàmàng trao đổi ion tổng hợp.Màng axit perfluorosulfonic, do có độ dẫn điện cao, điện trở proton thấp và độ bền cơ học, là những vật liệu duy nhất đã được thương mại hóa, trong khi những vật liệu khác vẫn đang trong giai đoạn thử nghiệm.
Tấm lưỡng cựcTấm lưỡng cựclà một thành phần quan trọng trongpin dòng chảy, chịu trách nhiệm kết nối các ô theo chuỗi, dẫn dòng điện và hỗ trợ các điện cực. Vật liệu lý tưởng chotấm lưỡng cựcnên có tốtđộ dẫn điện,sự ổn định điện hóa,khả năng chống ăn mòn, Vàsức mạnh cơ học.
Vật liệu được sử dụng chotấm lưỡng cựcbao gồmkim loại,than chì,vật liệu tổng hợp, Vàtấm điện cực lưỡng cực tích hợp.Tấm than chìđược ưa chuộng vì độ dẫn điện tốt và tính ổn định hóa học, nhưng chúng có độ dẫn điện thấpsức mạnh cơ học, giòn, khó gia công, đắt tiền và khó sản xuất hàng loạt.Tấm lưỡng cực tổng hợpkết hợp những lợi thế của cả haikim loạiVàthan chì, khiến chúng trở thành sự lựa chọn phổ biến mới nổi.Tấm điện cực lưỡng cực tích hợpkết hợp điện cực vàtấm lưỡng cựcthành một đơn vị duy nhất, cải thiệnhiệu suất pinvà dễ lắp ráp, nhưng quá trình này phức tạp và tốn kém hơn.
Chất điện phânCácchất điện phânlà một vật liệu cốt lõi trongpin dòng chảy, ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất và chi phí củađơn vị năng lượng. Thể tích và nồng độ củachất điện phânxác định mức tối đakhả năng lưu trữ năng lượngcủa hệ thống, trong khi độ tinh khiết, độ ổn định và phạm vi nhiệt độ củachất điện phânảnh hưởng đếnhiệu suất của pinvà tuổi thọ.
Ví dụ, trongpin dòng chảy vanadi,chất điện phânVàđơn vị điệnchi phí mỗi tài khoản chiếm khoảng 50% đầu tư ban đầu. Khi thời gian sạc/xả tăng lên, chi phíchất điện phântrở thành một tỷ lệ lớn hơn. Các phương pháp chính để chuẩn bịchất điện phân vanadibao gồmsự phân hủy vật lý,giảm hóa học, Vàđiện phân, vớiđiện phânlà phương pháp phổ biến nhất cho sản xuất quy mô lớn.
Thách thức và cơ hội của ngành
Áp lực chi phí và đột phá công nghệ:Pin dòng chảy Vanadivẫn phải đối mặt với chi phí sản xuất tương đối cao. Việc giảm các chi phí này và cải thiện hiệu quả sẽ là chìa khóa cho sự phát triển trong tương lai của ngành.Những đột phá về công nghệ, chẳng hạn như sự phát triển của cái mớichất điện giải, có thể giúp giảm chi phí và nâng cao hiệu suất.
Hỗ trợ chính sách và cơ hội thị trường: Toàn cầuchính sáchnhững thay đổi trongngành công nghiệp lưu trữ năng lượngsẽ tạo ra cơ hội đầu tư mới chopin dòng chảy.Pin dòng chảy Vanadi, với độ cao của chúngmật độ năng lượngvà dàituổi thọ, có những lợi thế độc đáo trên thị trường. Khi nhu cầu vềnăng lượng tái tạotăng lên,pin dòng chảydự kiến sẽ đóng vai trò ngày càng tăng trongngành lưu trữ năng lượng.
Cạnh tranh và hướng đi trong tương lai:Pin lưu lượngđối mặt với sự cạnh tranh từ mớicông nghệ lưu trữ năng lượngchẳng hạn nhưpin lithium-ionVàpin natri-ion. Để chiếm được thị phần lớn hơn,ngành công nghiệp pin dòng chảysẽ cần phải tập trung vàođổi mới công nghệvà hợp tác trong ngành.
Hợp tác chuỗi cung ứng và cơ hội thị trường vốn: Các công ty dọc theochuỗi cung cấp pin dòng chảycó thể đạt được sự phát triển có lợi cho cả hai bên thông qua sự hợp tác sâu sắc hơn. Ngoài ra, sự phát triển củangành công nghiệp pin dòng chảymang đến những cơ hội đầu tư mới chothị trường vốn.
