液流电池关键材料——双极板

液流电池双极板是液流电池（如全钒液流电池）的核心组件之一，其在电堆中的主要有以下几个作用。

导电与电流收集：连接单电池的正负极，形成串联电路，传导电流。

分隔电解液：防止正负极电解液直接接触导致自放电。

支撑结构：为电极和膜提供机械支撑，维持电池堆的稳定性。

流体分配：通过流道设计均匀分配电解液，优化反应效率。

目前常用的双极板有多种类型，各有优劣。首先是石墨双极板，它具有较高导电性、耐腐蚀性强，尤其适用于酸性电解液，化学稳定性好，寿命长。但石墨板脆性大，易碎裂，加工成本高；石墨密度高，电池堆重量大；石墨板上流道加工工艺复杂（如机械雕刻或模压）。

其次，金属双极板，如不锈钢、钛合金等也可作为液流电池双极板。金属本身具有极高的导电性，机械强度高，适合薄型化设计；加工灵活，可通过冲压等工艺快速成型。其缺点也异常明显，易腐蚀，往往需表面增加镀层，如金、铂或碳涂层。长期运行中涂层可能脱落，导致性能下降。金属的成本也较高，尤其是钛合金。

最后，是目前常用的复合双极板，如聚合物基、碳基复合材等。复合双极板重量轻耐腐蚀性好；可设计性强，通过调整材料比例可以方便快速的优化性能。缺点是导电性低于纯石墨或金属，界面接触电阻较高。且制备工艺复杂，需混合导电填料与聚合物基体，产品一致性需要提升。

双极板的性能直接影响液流电池的效率和成本，是当前研究的热点领域之一。未来的发展主要集中在以下几个方面：

1. 材料创新：开发低成本、高耐蚀的金属涂层（如氮化钛）或新型复合材料。

2. 工艺改进：采用3D打印、模压等高效加工技术。

3. 结构优化：设计更高效的流道，提升电解液分布的均匀性。