• 鋰電池知識

    電池知識

    鋰離子、磷酸鐵鋰、錳酸鋰、新能源

    熔融碳酸鹽電池堆制備中的技術要點

    2021-04-25 ryder

    1、MCFC元件

    MCFC的研究開發始于1950年。其后的半個多世紀時間內.在電極反應機理、電池材料、電池堆設計等方面,取得了許多進展,規模不斷張大,幾年前即已達到100kW水平,目前已達到250~2000kW。

    2、電極

    2.1陽極

    MCFC的陽極為Ni-Cr或Ni-Al合金,加人2%一10%C:的目的是戒備燒結,研究的焦點是提高電極的性能,開發耐硫的陽極材料。

    2.2陰極

    MCFC對陰極的要求是導電性好、結構強度高、在熔融碳酸鹽中溶解度低。目前的NiO陰極,導電性和結構強度都適宜。陰極溶解是影響MCFC壽命的主要因素,特別是在加壓運行時。

    處理陰極溶解的可能途徑有:開發新的陰極材料,增加基底厚度,在電解質中加人添加劑提高其堿性。

    3、電解質

    3.1載體

    載體是陶瓷顆粒棍合物,形成毛細網絡容納電解質。載體為基質電解質提供結構,但不參加電學或電化學過程。基質的物理性質在很大程度上受載體控制。獲得高性能、高壽命MCFC的關鍵是控制熔融碳酸鹽電解質的最佳分布。電解質結構改進的另一個方面是其阻止氣體穿過的能力。

    3.2電解質

    電解質的成分也從幾個方面影響MCFC的性能和壽命。制造較為溫柔的電池環境,有利于減緩陰極溶解。途徑之一是向電解質中加入添加劑增加其堿性,少量添加劑不影響電池性能但添加劑量大時,可降低電池性能。

    4、單電池

    MCFC的一個特征是使用由載體和碳酸鹽構成電解質瓦(又稱基底)。電解質被固定在載體內。電解質瓦既是離子導體,又是陰、陽極隔板,其塑性可用于電池的氣體密封,戒備氣體外泄。

    5、電池堆

    單電池結構的簡單重復就構成電池堆結構.隔板,也稱雙極板,取代單電池的外殼.作為電池間的連接。如果雙極板和電極間的電子接觸充足,可以取消一極或雙極的電流收集器。雙極板的兩面都做成波紋狀,供反應氣體通過。雙極板波紋與電解接觸,施加恒定的壓力以減少接觸電阻。MCFC的一個主要優勢是電池面積可以做成很大而不會萌生大的機械壓力。這是由于電解質瓦的塑性和金屬雙極板的延展性。

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