(二)電堆材料
釩電池的功率單元由一定數(shù)量和規(guī)格的電堆串并聯(lián)構(gòu)成,電堆是發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)的場所,其主要結(jié)構(gòu)包括離子膜、電極、雙極板、銅級流板、液流框及端板等,其中離子交換膜、電極以及雙極板為核心部件。
1.離子交換膜
離子膜是電堆的重要組成部分,其性能影響了釩電池的容量穩(wěn)定性與壽命。全氟磺酸膜憑借其良好的導(dǎo)電性以及出色的穩(wěn)定性成為目前釩電池產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用最廣泛的離子膜,但主要依賴進(jìn)口。目前商業(yè)領(lǐng)域主要用于液流電池的是科慕公司所生產(chǎn)的Nafion質(zhì)子交換薄膜,其產(chǎn)品厚度極低、電阻較低,但價(jià)格較貴(NR212約2000~2700元/m2),尤其是其昂貴的價(jià)格限制了液流電池的進(jìn)一步發(fā)展。
盡管低厚度隔膜技術(shù)仍主要為國外企業(yè)所掌握,但國內(nèi)企業(yè)在隔膜領(lǐng)域的國產(chǎn)替代已在加速進(jìn)行中,蘇州科潤、東岳未來氫能、國潤儲(chǔ)能等企業(yè)在國產(chǎn)化方面進(jìn)展領(lǐng)先。
數(shù)據(jù)來源:中商產(chǎn)業(yè)研究院整理
2.電極
電極主要為活性物質(zhì)提供反應(yīng)場所,是電堆的重要組成部分。主要的電極材料包括金屬類電極、碳素類電極等。目前,碳素類電極碳?xì)?、石墨氈憑借制備工藝成熟、導(dǎo)電性能優(yōu)異、化學(xué)穩(wěn)定性強(qiáng)以及成本低等優(yōu)勢成為釩電池電極主流方案。
釩電池電極基本可實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化,國內(nèi)主要的碳?xì)?石墨氈生產(chǎn)企業(yè)包括江油潤生、遼寧金谷、江蘇普向等。其中潤生石墨氈為國內(nèi)石墨氈生產(chǎn)領(lǐng)先企業(yè),已建成國內(nèi)首條儲(chǔ)能石墨氈連續(xù)化產(chǎn)線,客戶包括國內(nèi)幾乎所有液流電池企業(yè),國內(nèi)市占率達(dá)50%。
數(shù)據(jù)來源:中商產(chǎn)業(yè)研究院整理
3.雙極板
雙極板是釩電池電堆的重要結(jié)構(gòu)件,主要功能為隔離正負(fù)電極液、匯集電流和支撐電極等。目前主流的雙極板包括石墨雙極板、金屬雙極板、碳素復(fù)合雙極板等。其中,小型電堆多使用改性石墨雙極板。大功率電堆多使用碳素復(fù)合雙極板。
石墨雙極板的主要生產(chǎn)企業(yè)包括華熔科技、上海弘楓、開封時(shí)代等;碳素雙極板主要生產(chǎn)企業(yè)為嘉興納科、大連化物所等。
數(shù)據(jù)來源:中商產(chǎn)業(yè)研究院整理