Μπαταρία LiFePO4

Η μπαταρία φωσφορικού σιδήρου λιθίου είναι μια μπαταρία ιόντων λιθίου που χρησιμοποιεί φωσφορικό σίδηρο λιθίου (LiFePO4) ως υλικό θετικού ηλεκτροδίου και άνθρακα ως υλικό αρνητικού ηλεκτροδίου.
Κατά τη διάρκεια της διαδικασίας φόρτισης, μερικά από τα ιόντα λιθίου στο φωσφορικό σίδηρο λιθίου εξάγονται, μεταφέρονται στο αρνητικό ηλεκτρόδιο μέσω του ηλεκτρολύτη και ενσωματώνονται στο υλικό άνθρακα του αρνητικού ηλεκτροδίου.Ταυτόχρονα, τα ηλεκτρόνια απελευθερώνονται από το θετικό ηλεκτρόδιο και φτάνουν στο αρνητικό ηλεκτρόδιο από το εξωτερικό κύκλωμα για να διατηρήσουν την ισορροπία της χημικής αντίδρασης.Κατά τη διαδικασία εκφόρτισης, τα ιόντα λιθίου εξάγονται από το αρνητικό ηλεκτρόδιο και φτάνουν στο θετικό ηλεκτρόδιο μέσω του ηλεκτρολύτη.Ταυτόχρονα, το αρνητικό ηλεκτρόδιο απελευθερώνει ηλεκτρόνια και φτάνει στο θετικό ηλεκτρόδιο από το εξωτερικό κύκλωμα για να παρέχει ενέργεια στον έξω κόσμο.
Οι μπαταρίες LiFePO4 έχουν τα πλεονεκτήματα της υψηλής τάσης λειτουργίας, της υψηλής ενεργειακής πυκνότητας, της μεγάλης διάρκειας ζωής, της καλής απόδοσης ασφάλειας, του χαμηλού ρυθμού αυτοεκφόρτισης και της έλλειψης επίδρασης μνήμης.
Δομικά χαρακτηριστικά μπαταρίας
Η αριστερή πλευρά της μπαταρίας φωσφορικού σιδήρου λιθίου είναι ένα θετικό ηλεκτρόδιο που αποτελείται από μια δομή ολιβίνης υλικό LiFePO4, το οποίο συνδέεται με το θετικό ηλεκτρόδιο της μπαταρίας με ένα φύλλο αλουμινίου.Στα δεξιά είναι το αρνητικό ηλεκτρόδιο της μπαταρίας που αποτελείται από άνθρακα (γραφίτη), το οποίο συνδέεται με το αρνητικό ηλεκτρόδιο της μπαταρίας με ένα φύλλο χαλκού.Στη μέση υπάρχει ένας διαχωριστής πολυμερούς, ο οποίος διαχωρίζει το θετικό ηλεκτρόδιο από το αρνητικό ηλεκτρόδιο, και τα ιόντα λιθίου μπορούν να περάσουν μέσα από τον διαχωριστή, αλλά τα ηλεκτρόνια όχι.Το εσωτερικό της μπαταρίας είναι γεμάτο με ηλεκτρολύτη και η μπαταρία είναι ερμητικά σφραγισμένη με μεταλλικό περίβλημα.

Χαρακτηριστικά της μπαταρίας φωσφορικού σιδήρου λιθίου
Υψηλότερη ενεργειακή πυκνότητα

Σύμφωνα με αναφορές, η ενεργειακή πυκνότητα της μπαταρίας τετράγωνου κελύφους αλουμινίου φωσφορικού σιδήρου λιθίου που παρήχθη μαζικά το 2018 είναι περίπου 160 Wh/kg.Το 2019, ορισμένοι εξαιρετικοί κατασκευαστές μπαταριών μπορούν πιθανώς να επιτύχουν το επίπεδο των 175-180 Wh/kg.Η τεχνολογία και η χωρητικότητα του τσιπ γίνονται μεγαλύτερα ή μπορούν να επιτευχθούν 185 Wh/kg.
καλή απόδοση ασφάλειας
Η ηλεκτροχημική απόδοση του υλικού καθόδου της μπαταρίας φωσφορικού σιδήρου λιθίου είναι σχετικά σταθερή, γεγονός που καθορίζει ότι έχει μια σταθερή πλατφόρμα φόρτισης και εκφόρτισης.Επομένως, η δομή της μπαταρίας δεν θα αλλάξει κατά τη διαδικασία φόρτισης και εκφόρτισης και δεν θα καεί και θα εκραγεί.Είναι ακόμα πολύ ασφαλές κάτω από ειδικές συνθήκες όπως φόρτιση, συμπίεση και βελονισμός.

Μεγάλη διάρκεια ζωής

Η διάρκεια ζωής κύκλου 1C των μπαταριών φωσφορικού σιδήρου λιθίου φτάνει γενικά τις 2.000 φορές, ή ακόμη και περισσότερες από 3.500 φορές, ενώ η αγορά αποθήκευσης ενέργειας απαιτεί περισσότερες από 4.000-5.000 φορές, εξασφαλίζοντας διάρκεια ζωής 8-10 ετών, που είναι μεγαλύτερη από 1.000 κύκλους τριμερών μπαταριών.Η διάρκεια ζωής των μπαταριών μολύβδου-οξέος μεγάλης διάρκειας είναι περίπου 300 φορές.
Βιομηχανική εφαρμογή μπαταρίας φωσφορικού σιδήρου λιθίου

Εφαρμογή της βιομηχανίας νέων ενεργειακών οχημάτων

Το «Σχέδιο Ανάπτυξης Βιομηχανίας Οχημάτων Εξοικονόμησης Ενέργειας και Νέας Ενέργειας» της χώρας μου προτείνει ότι «ο γενικός στόχος της ανάπτυξης νέων ενεργειακών οχημάτων της χώρας μου είναι: έως το 2020, η σωρευτική παραγωγή και οι πωλήσεις νέων ενεργειακών οχημάτων θα φτάσουν τα 5 εκατομμύρια μονάδες και η χώρα μου η κλίμακα της βιομηχανίας οχημάτων εξοικονόμησης ενέργειας και νέας ενέργειας θα καταταχθεί παγκοσμίως.μπροστινή σειρά".Οι μπαταρίες φωσφορικού σιδήρου λιθίου χρησιμοποιούνται ευρέως σε επιβατικά αυτοκίνητα, επιβατικά αυτοκίνητα, οχήματα logistics, ηλεκτρικά οχήματα χαμηλής ταχύτητας κ.λπ. λόγω των πλεονεκτημάτων τους για καλή ασφάλεια και χαμηλό κόστος.Επηρεασμένοι από την πολιτική, οι τριμερείς μπαταρίες κατέχουν δεσπόζουσα θέση με το πλεονέκτημα της ενεργειακής πυκνότητας, αλλά οι μπαταρίες φωσφορικού σιδήρου λιθίου εξακολουθούν να κατέχουν αναντικατάστατα πλεονεκτήματα σε επιβατικά αυτοκίνητα, οχήματα εφοδιαστικής και άλλους τομείς.Στον τομέα των επιβατικών αυτοκινήτων, οι μπαταρίες φωσφορικού σιδήρου λιθίου αντιπροσώπευαν περίπου το 76%, το 81%, το 78% της 5ης, 6ης και 7ης παρτίδας του «Κατάλογος Συνιστώμενων Μοντέλων για την Προώθηση και Εφαρμογή Νέων Ενεργειακών Οχημάτων» (στο εξής αναφέρεται ως «Κατάλογος») το 2018. %, διατηρώντας ακόμη το mainstream.Στον τομέα των ειδικών οχημάτων, οι μπαταρίες φωσφορικού σιδήρου λιθίου αντιπροσώπευαν περίπου το 30%, το 32% και το 40% της 5ης, 6ης και 7ης παρτίδας του «Κατάλογου» το 2018, αντίστοιχα, και το ποσοστό των εφαρμογών αυξήθηκε σταδιακά .
Ο Yang Yusheng, ακαδημαϊκός της Κινεζικής Ακαδημίας Μηχανικής, πιστεύει ότι η χρήση μπαταριών φωσφορικού σιδήρου λιθίου στην αγορά ηλεκτρικών οχημάτων μεγάλης εμβέλειας μπορεί όχι μόνο να βελτιώσει την ασφάλεια των οχημάτων, αλλά και να υποστηρίξει την εμπορία ηλεκτρικών οχημάτων μεγάλης εμβέλειας. εξαλείφοντας τα χιλιόμετρα, την ασφάλεια, την τιμή και το κόστος των αμιγώς ηλεκτρικών οχημάτων.Ανησυχία για τη φόρτιση, επακόλουθα προβλήματα με τις μπαταρίες κ.λπ. Κατά την περίοδο από το 2007 έως το 2013, πολλές εταιρείες αυτοκινήτων έχουν ξεκινήσει έργα αμιγώς ηλεκτρικών οχημάτων μεγάλης εμβέλειας.

Ξεκινήστε την εφαρμογή στο ρεύμα

Εκτός από τα χαρακτηριστικά των μπαταριών λιθίου ισχύος, η μπαταρία εκκίνησης φωσφορικού σιδήρου λιθίου έχει επίσης τη δυνατότητα να παράγει υψηλή ισχύ στιγμιαία.Η παραδοσιακή μπαταρία μολύβδου-οξέος αντικαθίσταται από μια μπαταρία λιθίου ισχύος με ενέργεια μικρότερη από μία κιλοβατώρα και ο παραδοσιακός κινητήρας εκκίνησης και η γεννήτρια αντικαθίστανται από έναν κινητήρα BSG., όχι μόνο έχει τη λειτουργία του ρελαντί start-stop, αλλά έχει επίσης τις λειτουργίες του σβήσιμου κινητήρα και της οδήγησης, της ανάκτησης ενέργειας οδήγησης και πέδησης, του ενισχυτή επιτάχυνσης και της ηλεκτρικής κρουαζιέρας.

Εφαρμογές στην αγορά αποθήκευσης ενέργειας

Η μπαταρία LiFePO4 έχει μια σειρά από μοναδικά πλεονεκτήματα όπως υψηλή τάση λειτουργίας, υψηλή ενεργειακή πυκνότητα, μεγάλη διάρκεια ζωής, χαμηλό ρυθμό αυτοεκφόρτισης, χωρίς αποτέλεσμα μνήμης, πράσινη προστασία του περιβάλλοντος κ.λπ., και υποστηρίζει αδιάκοπη επέκταση, κατάλληλη για ηλεκτρικά μεγάλης κλίμακας αποθήκευση ενέργειας, σε ανανεώσιμες πηγές ενέργειας Οι σταθμοί παραγωγής ενέργειας από ανανεώσιμες πηγές ενέργειας έχουν καλές προοπτικές εφαρμογής στους τομείς της ασφαλούς σύνδεσης με το δίκτυο της παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας, της ρύθμισης αιχμής στο δίκτυο ηλεκτρικής ενέργειας, των κατανεμημένων σταθμών παραγωγής ενέργειας, των τροφοδοτικών UPS και των συστημάτων τροφοδοσίας έκτακτης ανάγκης.
Σύμφωνα με την τελευταία έκθεση αποθήκευσης ενέργειας που κυκλοφόρησε πρόσφατα από την GTM Research, έναν διεθνή οργανισμό έρευνας αγοράς, η εφαρμογή έργων αποθήκευσης ενέργειας από την πλευρά του δικτύου στην Κίνα το 2018 συνέχισε να αυξάνει την κατανάλωση μπαταριών φωσφορικού σιδήρου λιθίου.
Με την άνοδο της αγοράς αποθήκευσης ενέργειας, τα τελευταία χρόνια, ορισμένες εταιρείες μπαταριών ισχύος έχουν αναπτύξει δραστηριότητες αποθήκευσης ενέργειας για να ανοίξουν νέες αγορές εφαρμογών για μπαταρίες φωσφορικού σιδήρου λιθίου.Από τη μία πλευρά, λόγω των χαρακτηριστικών της εξαιρετικά μεγάλης διάρκειας ζωής, της ασφαλούς χρήσης, της μεγάλης χωρητικότητας και της πράσινης περιβαλλοντικής προστασίας, ο φωσφορικός σίδηρος λιθίου μπορεί να μεταφερθεί στον τομέα της αποθήκευσης ενέργειας, γεγονός που θα επεκτείνει την αλυσίδα αξίας και θα προωθήσει τη δημιουργία ένα νέο επιχειρηματικό μοντέλο.Από την άλλη πλευρά, το σύστημα αποθήκευσης ενέργειας που υποστηρίζει τη μπαταρία φωσφορικού σιδήρου λιθίου έχει γίνει η κύρια επιλογή στην αγορά.Σύμφωνα με αναφορές, μπαταρίες φωσφορικού σιδήρου λιθίου έχουν δοκιμαστεί να χρησιμοποιηθούν σε ηλεκτρικά λεωφορεία, ηλεκτρικά φορτηγά, ρύθμιση συχνότητας από την πλευρά του χρήστη και από την πλευρά του δικτύου.
1. Η παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας από ανανεώσιμες πηγές, όπως η παραγωγή αιολικής ενέργειας και η παραγωγή φωτοβολταϊκής ενέργειας, συνδέεται με ασφάλεια στο δίκτυο.Η εγγενής τυχαιότητα, η διαλείπουσα και η αστάθεια της παραγωγής αιολικής ενέργειας καθορίζουν ότι η μεγάλης κλίμακας ανάπτυξή της θα έχει αναπόφευκτα σημαντικό αντίκτυπο στην ασφαλή λειτουργία του συστήματος ηλεκτρικής ενέργειας.Με την ταχεία ανάπτυξη της βιομηχανίας αιολικής ενέργειας, ειδικά τα περισσότερα από τα αιολικά πάρκα στη χώρα μου είναι «μεγάλης κλίμακας κεντρική ανάπτυξη και μετάδοση σε μεγάλες αποστάσεις», η συνδεδεμένη στο δίκτυο ηλεκτροπαραγωγή μεγάλης κλίμακας αιολικά πάρκα θέτει σοβαρές προκλήσεις για την λειτουργία και έλεγχος μεγάλων δικτύων ηλεκτρικής ενέργειας.
Η παραγωγή φωτοβολταϊκής ενέργειας επηρεάζεται από τη θερμοκρασία περιβάλλοντος, την ένταση του ηλιακού φωτός και τις καιρικές συνθήκες και η παραγωγή φωτοβολταϊκής ενέργειας παρουσιάζει τα χαρακτηριστικά των τυχαίων διακυμάνσεων.Η χώρα μου παρουσιάζει μια αναπτυξιακή τάση «αποκεντρωμένης ανάπτυξης, επιτόπιας πρόσβασης χαμηλής τάσης» και «ανάπτυξης μεγάλης κλίμακας, πρόσβασης μέσης και υψηλής τάσης», η οποία προβάλλει υψηλότερες απαιτήσεις για ρύθμιση αιχμής του δικτύου ηλεκτρικής ενέργειας και ασφαλή λειτουργία των συστημάτων ηλεκτρικής ενέργειας.
Ως εκ τούτου, τα προϊόντα αποθήκευσης ενέργειας μεγάλης χωρητικότητας έχουν γίνει βασικός παράγοντας για την επίλυση της αντίφασης μεταξύ του δικτύου και της παραγωγής ανανεώσιμων πηγών ενέργειας.Το σύστημα αποθήκευσης ενέργειας μπαταρίας φωσφορικού σιδήρου λιθίου έχει τα χαρακτηριστικά της γρήγορης μετατροπής των συνθηκών εργασίας, του ευέλικτου τρόπου λειτουργίας, της υψηλής απόδοσης, της ασφάλειας και της προστασίας του περιβάλλοντος και της ισχυρής επεκτασιμότητας.Το τοπικό πρόβλημα ελέγχου τάσης, βελτιώνει την αξιοπιστία της παραγωγής ενέργειας από ανανεώσιμες πηγές και βελτιώνει την ποιότητα της ενέργειας, έτσι ώστε η ανανεώσιμη ενέργεια να μπορεί να γίνει μια συνεχής και σταθερή παροχή ρεύματος.
Με τη συνεχή επέκταση της χωρητικότητας και της κλίμακας, και τη συνεχή ωριμότητα της ολοκληρωμένης τεχνολογίας, το κόστος των συστημάτων αποθήκευσης ενέργειας θα μειωθεί περαιτέρω.Μετά από μακροχρόνιες δοκιμές ασφάλειας και αξιοπιστίας, τα συστήματα αποθήκευσης ενέργειας μπαταριών φωσφορικού σιδήρου λιθίου αναμένεται να χρησιμοποιηθούν σε ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, όπως η αιολική και η φωτοβολταϊκή ενέργεια.Έχει χρησιμοποιηθεί ευρέως στην ασφαλή σύνδεση με το δίκτυο της παραγωγής ενέργειας και στη βελτίωση της ποιότητας ισχύος.
Ρύθμιση αιχμής 2 ηλεκτρικού δικτύου.Το κύριο μέσο ρύθμισης αιχμής του δικτύου ηλεκτρικής ενέργειας ήταν πάντα οι σταθμοί παραγωγής ενέργειας με αντλία αποθήκευσης.Επειδή ο σταθμός παραγωγής ενέργειας με αντλία πρέπει να κατασκευάσει δύο δεξαμενές, την άνω και την κάτω δεξαμενή, οι οποίες είναι πολύ περιορισμένες από γεωγραφικές συνθήκες, δεν είναι εύκολο να κατασκευαστεί στην πεδιάδα και η περιοχή είναι μεγάλη και το κόστος συντήρησης υψηλό.Η χρήση συστήματος αποθήκευσης ενέργειας μπαταρίας φωσφορικού σιδήρου λιθίου για την αντικατάσταση του σταθμού παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας με αντλία αποθήκευσης, για την αντιμετώπιση του φορτίου αιχμής του ηλεκτρικού δικτύου, που δεν περιορίζεται από γεωγραφικές συνθήκες, δωρεάν επιλογή τοποθεσίας, λιγότερες επενδύσεις, λιγότερη κατοχή γης, χαμηλό κόστος συντήρησης, θα διαδραματίσει σημαντικό ρόλο στη διαδικασία ρύθμισης αιχμής του δικτύου ηλεκτρικής ενέργειας.
3 Κατανεμημένοι σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής.Λόγω των ελαττωμάτων του ίδιου του μεγάλου ηλεκτρικού δικτύου, είναι δύσκολο να εγγυηθούν οι απαιτήσεις ποιότητας, απόδοσης, ασφάλειας και αξιοπιστίας της παροχής ρεύματος.Για σημαντικές μονάδες και επιχειρήσεις, συχνά απαιτούνται διπλά τροφοδοτικά ή ακόμα και πολλαπλά τροφοδοτικά ως εφεδρική και προστασία.Το σύστημα αποθήκευσης ενέργειας μπαταρίας φωσφορικού σιδήρου λιθίου μπορεί να μειώσει ή να αποφύγει διακοπές ρεύματος που προκαλούνται από βλάβες στο δίκτυο ηλεκτροδότησης και διάφορα απροσδόκητα γεγονότα και να εξασφαλίσει ασφαλή και αξιόπιστη παροχή ρεύματος σε νοσοκομεία, τράπεζες, κέντρα διοίκησης και ελέγχου, κέντρα επεξεργασίας δεδομένων, βιομηχανίες χημικών υλικών και ακρίβεια μεταποιητικές βιομηχανίες.Παίζει σημαντικό ρόλο.
Τροφοδοτικό 4 UPS.Η συνεχής και ταχεία ανάπτυξη της οικονομίας της Κίνας οδήγησε στην αποκέντρωση των αναγκών των χρηστών τροφοδοσίας UPS, γεγονός που έχει προκαλέσει περισσότερες βιομηχανίες και περισσότερες επιχειρήσεις να έχουν συνεχή ζήτηση για τροφοδοτικό UPS.
Σε σύγκριση με τις μπαταρίες μολύβδου-οξέος, οι μπαταρίες φωσφορικού σιδήρου λιθίου έχουν τα πλεονεκτήματα της μεγάλης διάρκειας ζωής, της ασφάλειας και της σταθερότητας, της πράσινης προστασίας του περιβάλλοντος και του χαμηλού ποσοστού αυτοεκφόρτισης.θα χρησιμοποιηθεί ευρέως.

Εφαρμογές σε άλλους τομείς

Οι μπαταρίες φωσφορικού σιδήρου λιθίου χρησιμοποιούνται επίσης ευρέως στον στρατιωτικό τομέα λόγω της καλής διάρκειας κύκλου, της ασφάλειας, της απόδοσης σε χαμηλή θερμοκρασία και άλλων πλεονεκτημάτων τους.Στις 10 Οκτωβρίου 2018, μια εταιρεία μπαταριών στο Shandong έκανε μια δυνατή εμφάνιση στην πρώτη Έκθεση Στρατιωτικής-Πολιτικής Ενσωμάτωσης Τεχνολογίας Καινοτομίας του Qingdao και εξέθεσε στρατιωτικά προϊόντα, συμπεριλαμβανομένων στρατιωτικών μπαταριών εξαιρετικά χαμηλής θερμοκρασίας -45℃.