液流电池核心部件及超声涂覆技术应用
（一）基本定义
液流电池（Flow Battery）是一种可充电电池，通过液体电解质的流动存储电能，与传统固态电池（如锂离子电池）不同，其能量存储组件（电解质）分离并储存在外部容器中，充放电时通过电池单元循环；
核心原理：活性物质存在于液态电解质中，电解液在电堆外部，由循环泵推动流经电堆，实现化学能与电能的转换。
（二）技术路线
国际上液流电池主要有 4 种技术路线：全钒液流电池、锌溴电池、铁铬电池、多硫化钠溴电池，其中全钒液流电池的产业链建设和技术成熟度相对较高。
（三）系统与生产线组成
全钒液流电池系统：由功率单元（电堆，含离子交换膜、电极、双极板、电极框、密封等材料）、能量单元（电解液和电解液储罐）、电解液输送单元（管路、阀、泵、传感器等辅助部件）及电池管理系统组成；
液流电池生产线：包含双极板加工、膜裁切、碳毡裁切、电堆堆叠组装等环节。
（四）核心部件及超声涂覆技术应用
1. 离子交换膜
作为液流电池电堆的“心脏”部件，核心作用是分隔正负极电解液，防止活性物质交叉混合导致性能衰减，同时允许特定离子（如全钒液流电池中的钒离子）高效透过，保障电荷传导。其性能直接决定电池的能量效率、循环寿命和安全性，需满足高离子传导率、高选择性、强化学稳定性（耐电解液腐蚀）、良好机械强度及低溶胀性等要求。
超声涂覆技术在离子交换膜制备中具有显著优势，通过超声振动将膜材料浆料均匀涂覆于基膜表面，可精准控制涂层厚度（误差可控制在微米级），避免传统涂覆方式易出现的针孔、裂纹、涂层不均等问题，同时提升膜材料与基膜的结合力，增强膜的整体稳定性，进而优化电池的离子传导效率和长期循环性能。
2. 电极
是电解液中活性物质发生氧化还原反应的场所，也是电能转换的核心载体，需具备高比表面积、优良的导电性、强催化活性及耐电解液腐蚀性能，同时要便于电解液均匀流通，减少传质阻力。目前液流电池常用电极材料以碳基材料为主，如碳毡、碳纸、石墨毡等，部分场景会通过改性处理（如负载催化活性组分）提升反应效率。
超声涂覆技术可用于电极表面催化层或功能层的涂覆加工，借助超声能量使催化浆料充分分散，均匀附着于碳基载体表面，形成薄而致密的功能涂层。这种涂覆方式能最大化催化活性位点的暴露量，降低反应过电位，同时减少催化材料用量，降低成本；此外，超声涂覆形成的涂层与电极基体结合紧密，可有效避免充放电循环中催化层脱落，延长电极使用寿命。
3. 双极板
又称集流板，是液流电池电堆的关键结构件，核心功能包括收集和传导电极产生的电流、分隔相邻单电池、提供电解液流动通道，同时需承受电堆组装压力，具备优良的导电性、耐腐蚀性、机械强度及高气密性。其性能直接影响电堆的电流收集效率、能量损耗及结构稳定性，常用材料包括石墨双极板（传统主流）、复合双极板（如石墨-树脂复合、金属基复合）等。
针对双极板表面改性或功能涂层涂覆需求，超声涂覆技术可实现高精度加工。例如，在金属双极板表面涂覆防腐导电涂层时，超声涂覆能确保涂层均匀覆盖双极板表面及流道细节，提升涂层与基体的附着力，有效隔绝电解液腐蚀，同时维持低接触电阻；对于石墨双极板，可通过超声涂覆优化表面性能，减少电解液流动阻力，提升电流传导效率，进一步降低电堆的欧姆损耗。
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