液流电池的结构中,隔膜是关键的内层组件之一。隔膜的性能决定了电池的界面结构、内阻等,直接影响液流电池的容量、循环以及安全性能等特性,性能优异的隔膜对提高电池的综合性能具有重要的作用。隔膜的主要作用是使电池的正、负极分隔开来,防止两极接触而短路,此外还具有能使电解质离子通过的功能。电池的种类不同,采用的隔膜也不同。对于锂电池系列,由于电解液为有机溶剂体系,因而需要有耐有机溶剂的隔膜材料,一般采用高强度薄膜化的聚烯烃多孔膜。
锂,原子序数3,原子量6.941,是最轻的碱金属元素。为了提升安全性及电压,科学家们发明了用石墨及钴酸锂等材料来储存锂原子。这些材料的分子结构,形成了纳米等级的细小储存格子,可用来储存锂原子。这样一来,即使是电池外壳破裂,氧气进入,也会因氧分子太大,进不了这些细小的储存格,使得锂原子不会与氧气接触而避免爆炸。的这种原理,使得 人们在获得它高容量密度的同时,也达到安全的目的。充电时,正极的锂原子会丧失电子,氧化为锂离子。
的内阻是指电流通过内部时受到的阻力。它包括欧姆内阻和极化内阻,极化内阻又包括电化学极化内阻和浓差极化内阻。由于内阻的存在,电池的工作电压总是小于电池的电动势或开路电压。电池的内阻不是常数,在充放电过程中随时间不断变化(逐渐变大),这是因为活性物质的组成,电解液的浓度和温度都在不断的改变。欧姆内阻遵守欧姆定律,极化内阻随电流密度增加而增大,但不是线性关系。常随电流密度增大而增加。
为了减小离散度的负面影响,最大限度满足电池组均匀性的要求,需要从以下制作和使用角度进行改善:1、生产过程中,锂电池设计保证符合大规模机械化生产的要求,寻找控制产品质量的工艺方法,保证在材料和内部结构上的均匀性。2、使用中,首先要优化分选匹配技术,使得锂电池组在使用初期的一致性得以满足;3、测试电池组表面温度和流速,选择合理、科学的通风结构,使整个电池组的表面温度均匀,保证电池组使用时每只电池处于相同的温度环境中。
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