本技术属于电池,具体涉及一种液流电池碳毡的活化设备。
背景技术:
1、全钒液流电池是一种新型的储能电池,具有设计灵活、效率高、循环寿命长、安全性高、环境友好等一系列优点,且可作为配套电源,应用于电网调峰、可再生能源发电、车用蓄电等领域。近些年来全钒液流电池技术发展较快,但全钒液流电池要实现大规模商业化应用仍需克服若干技术障碍。
2、碳毡材料由于导电性较好、稳定性高、具有三维网状结构等优点成为全钒液流电池中应用最广泛的电极材料,然而,原始碳毡作为电极材料,由于较差的电化学活性和较小的比表面积限制了电池的综合性能,对碳毡进行活化,增大比表面积、提升电催化活性是当前电极研究中需要解决的主要问题。
3、目前,碳毡活化的方法包括:
4、高温空气处理法,例如:cn108565470b所涉及的采用热空气活化的方法,但处理需要5个小时,效率太慢;
5、负载催化剂处理法,如:cn109167071b所涉及的文献中,将碳毡浸泡在硝酸锌溶液中,后经过热处理,使硝酸锌沉积在碳毡表面,高电密下的电池性能测试良好,但耐久性差,经过一段时间后,沉积层脱落,性能会快速衰减;
6、酸碱浸泡处理法,如:cn112663329a所涉及的采用浓硝酸处理碳毡的方法,电池性能良好,但浓硝酸非常危险,且污染较大,无法实现规模化生产。
7、因此,针对目前碳毡的生产,其主要存在效率低、耐久性差、污染大等问题,尤其是针对活化液浸泡的方式进行碳毡的活化中,活化液易挥发并与外接空气接触,存在生产安全隐患,同时还会存在局部碳毡和活化液接触不充分的情况,致使产品性能的一致性较差,然后活化液会在产品上形成残留,不仅造成活化液的浪费,而且会影响产品的性能。
技术实现思路
1、为了克服现有技术的缺陷,本实用新型的目的是提供一种全新的液流电池碳毡的活化设备。
2、为解决以上技术问题,本实用新型采用如下技术方案:
3、一种液流电池碳毡的活化设备,其包括:
4、活化平台;
5、支柱,其矗立在所述活化平台的一侧;
6、活化单元,其包括能够移动且相对定位在活化平台上的活化罐、沿着支柱高度方向上下运动且具有能够自转搅拌轴的搅动部件、以及与活化罐连通的活化液供收部件,其中活化罐包括罐体、能够与罐体密封配合的罐盖,碳毡呈卷设置,搅拌轴上下延伸并自呈卷的碳毡的中心匹配插接,活化时,活化罐密封,碳毡保持与搅拌轴同步运动在自转中浸泡或甩离吸附在碳毡表面的活化液;活化液供收部件能够进行活化罐的供液和活化液回收。
7、优选地,碳毡与搅拌轴匹配对接。使得两者插装方便,且同步性高。
8、或者,碳毡与搅拌轴匹配对接,且碳毡能够上下活动调节的安装在搅拌轴上。使得两者插装方便,同步性高,而且在上下方向运动进一步改善浸泡和离心甩离活化液效果。
9、根据本实用新型的一个具体实施和优选方面,在碳毡底部形成支撑底座,搅拌轴的下端部穿出支撑底座设置,且穿出的部分采用连接套对接以防碳毡自搅拌轴的下端部脱落。支撑底座的设置,避免碳毡的运动脱落。
10、优选地,活化罐密封且处于浸泡时,碳毡的上端部位于活化液的液位下方,且碳毡的下端部位于活化罐的罐底上方。在此,通过全部覆盖浸泡,同时碳毡处于活化罐中部,避免出现局部接触不充分,改善活化的均一性。
11、在一些具体实施方式中,碳毡的卷芯的横截面呈多边形,搅拌轴与之匹配,且罐盖通过转动连接件安装于搅拌轴上。插装方便,所形成同步度高,一般情况下采用十字型或者米字型较多,当然,卷芯和搅拌轴形状可以为一字型,六边型等能转递扭力的结构。
12、根据本实用新型的又一个具体实施和优选方面,活化液供收部件包括储液罐、用于将储液罐和活化罐相连通的活化液传输管、以及传输动力源,其中传输动力源基于压力差形成活化液的供液或收液。在压力差下,更方便活化液的供液或收液。
13、优选地,传输动力源包括位于活化平台的一侧且能够上下升降的升降机,储液罐位于升降机的承载平台上,且随着升降机升降改变与活化罐中活化液的高度以形成压力差,活化液在压力驱使下完成供液或收液。完全利用重力所形成压力差,十分方便,而且避免了活化液外泄,且大幅度降低意外伤害。
14、根据本实用新型的又一个具体实施和优选方面,罐体上形成有加热器,且在加热器的加热下,残余在所述碳毡上活化液蒸发和分解形成混合气体,所述的活化单元还包括对所述混合气体进行吸收和排空处理的废气处理部件。采用废气回收主要目的:使得碳毡产品无杂质残留。
15、优选地,在所述罐盖上设有废气管,所述废气处理部件包括废气吸收罐、废气吸收液、下端部伸入所述废气吸收液中的废气进气管、与所述废气吸收罐相连通的排气管,其中所述废气进气管的上端部与所述废气管连通。
16、具体的,加热器所形成的加热温度为80~150℃,其中残留在碳毡表面的活化液,在加热下分解和蒸发形成混合气体,混合气体通入废气吸收液中被吸收,且吸收后的气体自排气管排出。活化液的成分为:过氧化氢和盐酸,废气吸收液成分为饱和碳酸钠溶液。
17、相较于现有技术,本实用新型具有如下优点:
18、现有碳毡的活化过程中,不仅存在效率低、耐久性差、污染大等问题,而且活化液易挥发并与外接空气接触,存在生产安全隐患,同时还会存在局部碳毡和活化液接触不充分的情况,致使产品性能的一致性较差,然后活化液会在产品上形成残留,不仅造成活化液的浪费,而且会影响产品的性能等等不足,而本实用新型通过活化设备进行整体设计巧妙地解决了现有活化的各种不足。采用该活化设备后,通过在密封活化罐中先进行搅拌浸泡,再将活化液排空并在离心甩离下,甩离吸附在碳毡表面的活化液,然后,通过活化液的分解和蒸发形成混合气体,再对混合气体进行吸收和排空,以完成碳毡的活化处理,因此,与现有技术相比,本实用新型一方面在相对密封环境中进行碳毡的活化,消除活化液易挥发及带来的生产安全隐患,而且通过搅拌浸泡,使得局部碳毡和活化液接触充分和均衡,提高产品性能的均一性;另一方面通过离心甩离碳毡表面的活化液,大幅度降低碳毡表面活化液残余率,因此,不仅提高了产品的性能,而且减少了活化液的浪费。
1.一种液流电池碳毡的活化设备,其特征在于,其包括:
2.根据权利要求1所述的液流电池碳毡的活化设备,其特征在于,所述碳毡的卷绕中心与所述搅拌轴匹配对接;或者,所述碳毡的卷绕中心与所述搅拌轴匹配对接,且所述碳毡能够上下活动调节的安装在所述搅拌轴上。
3.根据权利要求2所述的液流电池碳毡的活化设备,其特征在于,在所述碳毡底部形成支撑底座,所述搅拌轴的下端部穿出所述支撑底座设置,且穿出的部分采用连接套对接以防所述碳毡自所述搅拌轴的下端部脱落。
4.根据权利要求3所述的液流电池碳毡的活化设备,其特征在于,所述活化罐密封且处于浸泡时,所述碳毡的上端部位于活化液的液位下方,且所述碳毡的下端部位于所述活化罐的罐底上方。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的液流电池碳毡的活化设备,其特征在于,所述碳毡的卷芯的横截面呈多边形,所述搅拌轴与之匹配,且所述罐盖通过转动连接件安装于所述搅拌轴上。
6.根据权利要求1所述的液流电池碳毡的活化设备,其特征在于,所述活化液供收部件包括储液罐、用于将所述储液罐和所述活化罐相连通的活化液传输管、以及传输动力源,其中所述的传输动力源基于压力差形成活化液的供液或收液。
7.根据权利要求6所述的液流电池碳毡的活化设备,其特征在于,所述传输动力源包括位于所述活化平台的一侧且能够上下升降的升降机,所述的储液罐位于所述升降机的承载平台上,且随着所述升降机升降改变与所述活化罐中活化液的高度以形成压力差,活化液在压力驱使下完成供液或收液。
8.根据权利要求1所述的液流电池碳毡的活化设备,其特征在于,所述罐体上形成有加热器,且在所述加热器的加热下,残余在所述碳毡上活化液蒸发和分解形成混合气体,所述的活化单元还包括对所述混合气体进行吸收和排空处理的废气处理部件。
9.根据权利要求8所述的液流电池碳毡的活化设备,其特征在于,在所述罐盖上设有废气管,所述废气处理部件包括废气吸收罐、废气吸收液、下端部伸入所述废气吸收液中的废气进气管、与所述废气吸收罐相连通的排气管,其中所述废气进气管的上端部与所述废气管连通。
10.根据权利要求9所述的液流电池碳毡的活化设备,其特征在于,所述加热器所形成的加热温度为80~150℃。
