2024-06-05
2. Studii privind vâscozitatea electrolitului
Electrolitul este materialul cheie alBaterie de curgere. În timpul procesului de curgere din interiorul bateriei, vâscozitatea electrolitului este strâns legată de procesul de transfer de masă, căderea de presiune etc.
Xu a rezumat modelul în schimbare al electrolit vâscozitate în timpul încărcării și descărcării. De asemenea, a fost stabilit un transport în masă bidimensional și un model electrochimic al VRFB, ceea ce a luat în considerare influența vâscozității electrolitice legate de SOC. Acest model este utilizat pentru a studia factori cheie, cum ar fi distribuția concentrației de ioni de vanadiu, a densității de curent excesiv și local într-o singură all-Baterie de flux redox de vanadiu. Rezultatele arată că, în comparație cu rezultatele modelului constant de vâscozitate electrolitică, rezultatele acestui model arată o scădere de presiune mai mare (în special în jumătatea celulelor pozitive), o distribuție excesivă mai abruptă și densitatea curentului de localizare în electrodul, pe.
Wang a studiat concentrația de electroliți a bateriilor cu flux de fier. Prin studierea sistematică a proprietăților fizice și chimice, a proprietăților electrochimice, a caracteristicilor fluxului și a comportamentului de încărcare și descărcare a FECL₂, CRCL₃ și HCl la diferite concentrații, s-a obținut concentrația optimă de electrolit pentru bateriile cu flux de crom de fier. Rezultatele cercetărilor arată că vâscozitatea electrolitului crește odată cu creșterea concentrației FECL₂, CRCL₃ și HCL. La 1M FECL₂, 1M CRCL₃ și 3M HCL (concentrație optimă de electrolit), eficiența bateriei atinge 81,5% la o densitate de curent de 120mA · cm-².
Jiang a studiat impactul vâscozității electrolitului de vanadiu asupra procesului de transfer de masă în toateBaterii cu flux redox de vanadiuși a proiectat două ecuații diferite de predicție a vâscozității semi-empirice pentru a prezice efectele aditivilor (acid metilsulfonic, acid poliacrilic) în condiții diferite asupra vâscozității electrolitului de vanadiu. Rezultatele cercetării arată că creșterea vâscozității electrolitului afectează în mod direct scăderea coeficientului de transfer de masă și, astfel, duce la o scădere a performanței bateriei. În același timp, cele două ecuații de predicție semi-empirice diferite concepute sunt în acord cu rezultatele experimentale. Această lucrare oferă un anumit ajutor pentru cercetarea privind electroliții bateriilor cu flux pe scară largă.
Gundlapalli a studiat efectul dimensiunii canalului câmpului fluxului de serpentină asupra dinamicii debitului și a caracteristicilor electrochimice ale tuturorBaterii cu flux redox de vanadiu. Studiile dinamicii fluidelor au fost efectuate folosind electroliți de apă și vanadiu. Opt variații ale dimensiunilor canalului în câmpul de curgere a serpentinei au fost studiate pentru celule cu zone active de 400cm² și 900cm². Un model de circulație a electrolitului a fost dezvoltat și validat cu date de circulație a apei și a electrolitului pentru a prezice căderea presiunii și distribuția debitului în baterie. Conform rezultatelor cercetării, bateriile cu zone active mai mari sunt mai sensibile la dimensiunea canalului și la pierderea de presiune, densitatea puterii, densitatea energetică și eficiența energetică sunt semnificativ îmbunătățite. Utilizarea câmpurilor de curgere a serpentinei cu canale mai largi și coaste mai subțiri este foarte recomandată, deoarece ajută la reducerea scăderii presiunii fără a compromite performanțele electrochimice. La același debit volumetric, căderea de presiune măsurată în celule folosind debitul de electrolit a fost de 2,5-3 ori mai mare decât cea măsurată în celule folosind apă. Este demn de remarcat faptul că, din cauza vâscozității ridicate a electrolitului, căderea de presiune este prea mare. Scăderea de înaltă presiune pune cerințe mai mari la performanța de etanșare a bateriei.