Oletetaan, että valitset 20 kW:n vanadiini-pelkistysvirtausakun (VRFB) elektrodimateriaalit. Keskustelua hallitsee kaksi tuotetta: PAN-pohjainen hiilihuopa ja viskoosipohjainen hiilihuopa. Vaikka molemmat ovat hiilihuovia, niiden esikuidut tuottavat pohjimmiltaan erilaisia materiaaleja. PAN-pohjainen huopa tarjoaa suuremman vetolujuuden ja paremman grafitoitumisen, kun taas viskoosipohjainen huopa tarjoaa alhaisemman tuhkapitoisuuden ja pehmeämmän, mukautuvamman rakenteen.
Tämä opas selittää mitattavissa olevat erot, missä kukin huopa toimii parhaiten, ja kuinka kirjoitetaan spesifikaatio, jonka toimitusketju voi todella valmistaa.
Valinnan pikanäppäin: jos huopa kuljettaa virtaa virtausakussa, aloita PAN-pohjaisesta grafiittihuovasta. Jos se eristää tai istuu erittäin puhtaalla alueella, aloita viskoosipohjaisella grafiittihuovalla.
PAN-pohjainen hiilihuopa vs. viskoosipohjainen: esiaste-ero
Ratkaiseva ero on esiastekuitu, joka säätelee hiilen saantoa, grafitoituvuutta ja lopullista tuhkapitoisuutta. PAN-pohjainen hiilihuopa on valmistettu polyakryylinitriilikatkokuidusta, joka stanssataan neulalla kuitukangaskappaleeseen ja hiiltyy sitten noin 1 000 C:ssa. Kun sama runko grafitoidaan yli 2 000 C:ssa, siitä tulee PAN-pohjainen grafiittihuopa.
Viskoosipohjaisessa hiilihuopassa käytetään viskoosia, regeneroitua selluloosakuitua. Selluloosa hiiltyy noin 20-30 prosentin saannolla, kun taas PAN:n saanto on noin 50 prosenttia, joten viskoosihuovat kutistuvat enemmän ja viimeistellivät hienomman, tiheämmän koostumuksen saman lämpökäsittelyn jälkeen. Saantoero on suurin yksittäinen syy, miksi viskoosituotteet maksavat vähemmän kilolta, mutta käyttäytyvät pinnalla eri tavalla.
Määritelmä: PAN-pohjainen hiilihuopa on hiiltynyt kuitukangashuopa, joka on valmistettu polyakryylinitriilikatkokuiduista, neularei'itetty tavoitepaksuuteen ja bulkkitiheyteen ja jota käytetään akkuelektrodina tai korkean lämpötilan eristysväliaineena.
PAN-pohjainen hiilihuopa korkean lämpötilan eristykseen ja elektrodisovelluksiin Tämä polyakryylinitriilistä johdettu ja 1200°C:ssa hiiltynyt hiilihuopa tarjoaa korkeita lämpötiloja 1500°C asti ja erinomaisen sähkönjohtavuuden, joten se sopii eristykseen ja elektrodien käyttöön vaativissa ympäristöissä. Näytä tuote → - Hiilen saanto: noin 50 prosenttia PAN:lle, 20 - 30 prosenttia viskoosille
- Grafitointi: PAN muodostaa järjestyneempiä grafiittikerroksia, mikä pienentää ominaisvastusta
- Tuhkapitoisuus: erittäin puhtaat viskoosilaadut saavuttavat vähemmän tuhkaa pesun jälkeen
- Neulanrei'itys: PAN-katkokuidut lävistävät tasaisemmin pienillä tiheyksillä
PAN-pohjainen vs viskoosipohjainen: Ominaisuuksien vertailu
Samalla paksuudella ja irtotiheydellä PAN-pohjainen grafiittihuopa ylittää vetolujuuden suhteen viskoosipohjaisen grafiittihuovan, kun taas viskoosipohjaisessa huopassa on pienempi tuhkapitoisuus ja parempi joustavuus. Käytännön seuraukset on helppo mitata pinossa.
VRFB:ssä elektrodin tasovastus vaikuttaa suoraan ohmiin häviöihin. Grafitoitu PAN-huopa voi istua 3-6 mOhm-cm, kun taas viskoosilaadut tyypillisesti lepäävät 5-10 mOhm-cm. Korkean lämpötilan eristyksessä lämmönjohtavuudella on enemmän merkitystä; PAN-grafiittihuopa johtaa lämpöä paremmin, joten se on heikompi eriste. Elektrodi pintakemia sillä on mitattavissa oleva vaikutus VRFB:n tehotiheyteen, minkä vuoksi huovan viimeistelyvaihe on yhtä tärkeä kuin esiaste.
| Omaisuus | PAN-pohjainen hiilihuopa | PAN-pohjainen grafiittihuopa | Viskoosipohjainen grafiittihuopa |
| Tyypillinen paksuus (mm) | 3-8 | 3-6 | 4-10 |
| Bulkkitiheys (g/cm3) | 0,12-0,22 | 0,12-0,20 | 0,15-0,25 |
| Vetolujuus (MPa) | 1,5-3,0 | 2,0-4,0 | 1,0-2,0 |
| Tasossa oleva resistiivisyys (mOhm-cm) | 45-80 | 3-6 | 5-10 |
| Lämmönjohtavuus (W/mK) | 5-8 | 30-80 | 20-50 |
| Tuhkapitoisuus (ppm) | max 500 | max 100 | max 80 |
Normalisoitu vertailu (PAN = 100)
Vetolujuus
Sähkönjohtavuus
Hiiletyksen saanto
Puhtaus (vähätuhka)
Tyypilliset arvot hiiltyneille huoville; todelliset luvut riippuvat laadusta ja viimeistelystä.
Avaimen numero: grafitoitu PAN-huopa saavuttaa 100 prosentin vetolujuuden vertailuarvon tässä vertailussa, kun taas viskoosipohjaisen grafiittihuovan keskiarvo on vain 52 prosenttia.
Kuinka valita PAN-pohjainen tai viskoosipohjainen huopa virtausakkuelektrodeille
Vanadiini-pelkistysvirtausakkuille PAN-pohjainen grafiittihuopa on työhevoselektrodi, koska se tarjoaa suurimman käytettävissä olevan pinta-alan grammaa kohti ja vahvimman pyöräilyvakauden.
Elektrodihuovan laatu ja elektrodien pinnan kemia hallitsevat järjestelmän tehotiheyttä. Huopa, jonka paksuus on epätasainen tai tuhkapitoisuus on korkea, luo paikallisia kuormituspisteitä ja kapasiteetin haalistumista. Ennen tilaamista pyydä tehtaalta mitattu paksuuskartta, bulkkitiheysalue ja tason ominaisvastus.
Elektrodi tuntuvaa laatua voi muuttaa sinkki-bromiakun suorituskykyä useilla pisteillä, minkä vuoksi huopatoimittajan tulee jakaa prosessinohjaustiedot jokaisesta erästä.
20 %
tehotiheys optimoidusta huovan ja virtauskentän yhdistämisestä
3-6 mm
tyypillinen elektrodin paksuus VRFB-pinoissa
50 mV
kunkin huoparajapinnan myötävaikuttama soluresistanssi
5 000
laboratoriotesteissä raportoidut lataus- ja purkujaksot
PAN-pohjainen grafiittihuopa erittäin korkeisiin lämpötiloihin ja sähkökemialliseen käyttöön Tämä 2 200 °C:ssa grafitoitu PAN-pohjainen huopa kestää jopa 3 200 °C:n lämpötiloja, mikä tarjoaa erinomaisen johtavuuden ja kemiallisen inerttiyden korkean suorituskyvyn eristys- ja elektrodisovelluksiin. Näytä tuote → PAN-pohjainen paras
Virtausakkuelektrodit, korkean virrantiheyden sovellukset, rakenteellinen eheys pyörien aikana ja pienempi sähkövastus.
Viskoosipohjainen paras
Erittäin puhdas uunin eristys, pehmeät tiivisteet ja tiivisteet, vähätuhkaiset retortit ja mukautettavuutta vaativat sovellukset.
Korkean lämpötilan eristys ja puhtauskriittiset sovellukset
Jos huovan täytyy jäädä erittäin puhtaaseen uuniin tai retorttiin, viskoosipohjainen grafiittihuopa on turvallisempi valinta, koska sen viskoosipohjainen rakenne irtoaa vähemmän kuitua ja pidättää vähemmän tuhkaa.
Viskoosipohjainen grafiittihuopa on perusmateriaali tyhjiöuunin eristykseen, harvinaisten maametallien sulatukseen ja puolijohdeluokan lämpövyöhykkeisiin. Raionin esiaste tuottaa hienon, suljetun pinnan, joka vastustaa kuidun irtoamista, millä on merkitystä, kun hiukkaskontaminaatio voi pilata sulatteen. PAN-pohjaista huopaa suositellaan, kun eristekerroksen on myös kestettävä virtaa tai kestettävä mekaanista kulumista.
Viskoosipohjainen grafiittihuopa matalaan lämmönjohtavuuteen ja eristykseen Viskoosiraionista valmistetulla grafiittihuovalla on alhainen tiheys ja lämmönjohtavuus (≤0,2W/m·k), mikä sopii erinomaisesti uunin eristykseen ja ablaatiota kestäviin materiaaleihin puolijohde- ja korkean lämpötilan prosesseissa. Näytä tuote → - Tyhjiöuunin kuumavyöhykeeristys
- Harvinaisten maametallien ja superseosten sulatusuunit
- Puolijohdekiteen kasvueristys
- Joustava tiivistys ja pakkaus korkean lämpötilan laitteissa
Ostoa koskevat näkökohdat: toleranssit, kustannukset ja toimitusaika
Lopullinen valinta riippuu yleensä paksuustoleranssista, tuhkamäärityksestä ja neliöhinnasta, ei siitä kumpi huopa on yleisesti parempi.
PAN-pohjainen huopa maksaa enemmän neliömetriä kohden, koska esiastehinta on korkeampi ja grafitointi vie enemmän energiaa. Viskoosipohjaisesta grafiittihuovasta tulee kustannuskilpailukykyinen yli 5 mm:n paksuudella. Kun annat tarjouspyynnön Jiaxing Naco New Material Co., Ltd.:lle, ilmoita huovan tyyppi, paksuustoleranssi, irtotiheystavoite ja tuhkan enimmäisraja; tehdas voi säätää neulan lävistys- ja grafitointilämpötilaa näiden tavoitteiden saavuttamiseksi.
- Ilmoita huovan tyyppi: PAN-pohjainen, viskoosipohjainen, hiiltynyt tai grafitoitu
- Anna paksuustoleranssi, kuten /- 0,5 mm, ja irtotiheysalue
- Aseta tuhkaraja, esimerkiksi korkeintaan 100 ppm erittäin puhtaille lajeille
- Määritä leveys ja tarvitsetko halkaisua vai stanssattuja muotoja
Usein kysytyt kysymykset
Voinko käyttää viskoosipohjaista huopaa vanadiinivirtausakun elektrodina?
Kyllä, mutta se ei tuota samaa suorituskykyä. PAN-pohjainen grafiittihuopa tarjoaa pienemmän tason ominaisvastuksen ja paremman pyöräilyvakauden vanadiini- ja sinkkibromijärjestelmissä. Käytä viskoosipohjaista huopaa vain silloin, kun alhainen tuhkapitoisuus tai pehmeä mukavuus on tärkeämpää kuin elektrodin kinetiikka.
Mitä eroa on PAN-pohjaisella hiilihuovalla ja PAN-pohjaisella grafiittihuovalla?
Hiilihuopa hiiltyy noin 1000 C:ssa ja pysyy hyvänä lämmöneristeenä kohtuullisella johtavuudella. Grafiittihuopa käsitellään yli 2000 C:ssa, mikä alentaa ominaisvastusta kymmenistä mOhm-cm yksinumeroisiin ja parantaa lämpöstabiilisuutta.
Vaikuttaako huovan paksuus virtausakun suorituskykyyn?
Sillä on paljon merkitystä. Paksuus 3-6 mm tasapainottaa aktiivista pinta-alaa ohmisen vastuksen kanssa. Paksumpi huopa lisää vastustuskykyä; ohuempi huopa vähentää vanadiini-pelkistysreaktioiden käytettävissä olevaa pinta-alaa.
Pitäisikö minun valita hiilihuopa vai grafiittihuopa uunin eristykseen?
Alle 1000 C hapettomassa ilmakehässä hiilihuopa riittää. Yli 1 000 C:ssa määritä grafiittihuopa mekaanisen lujuuden säilyttämiseksi ja mittojen muutoksen välttämiseksi. Valitse vähätuhkaisille retorteille viskoosipohjainen grafiittihuopa.
