重构全钒液流电池碳毡力学仿真及孔尺度模拟

摘要：

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.

关键词：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

所属期刊栏目：43

分类号：TM911.3

资助基金：国家重点研发计划资助项目;国家留学基金委 CSC 资助;中央高校基本科研业务费资助

在线出版日期：2020-09-04（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：1-10