重构全钒液流电池碳毡力学仿真及孔尺度模拟

作者：肖柳胜; 罗马吉; 朱礼军; 段康俊; 冷文亮; Roswitha Zeis; 隋邦傑^*

来源：重庆大学学报, 2020, 43(08): 1-10.

• 全钒液流电池
• 碳毡
• XCT重构
• 有限元方法
• 位移变形
• 孔尺度模拟
• 传输特性

为探究全钒液流电池(VRFB)碳毡微观尺度下承受压力的位移变形并量化其对传输特性的影响,应用X射线断层扫描(XCT)微观重构技术、有限元方法(FEM)和孔尺度模拟技术(PSM),考虑碳纤维间受压缩的接触摩擦及挤压弯曲,重构碳纤维微观结构,研究了碳纤维不同压缩比3D(X,Y和Z方向)位移分布,并量化位移变形对微结构传输特性的影响。结果表明:随着压缩比增大到30%,Z方向位移变化最为明显,计算域A位移变化为:-59～+5μm,计算域B位移变化为:-145～+16μm,钒离子XY方向扩散系数减小15.4%,Z方向扩散系数减小24.2%,XY方向电导率升高112.5%,Z方向电导率增大113.3%,模拟结果与实验结果趋势较吻合,可以较好模拟预测碳毡电导率计算域尺寸为:X/Y=300～400μm,Z=200～400μm。

• 单位
  武汉理工大学