Popularyzacja wiedzy zawodowej w branży akumulatorów litowych

Baterie litowe-jonowe to rodzaj systemu akumulatorów dodatkowych, w którym jako materiał elektrody dodatniej wykorzystuje się tlenek metalu ze stopu litu, grafit jako materiał elektrody ujemnej oraz niewodny roztwór elektrolitu. Jego podstawowa zasada działania opiera się na odwracalnej interkalacji i deinterkalacji jonów litu pomiędzy elektrodami dodatnimi i ujemnymi podczas ładowania i rozładowywania, a nie na reakcji redoks metalicznego litu. Daje to akumulatorom litowo-jonowym-znaczną przewagę nad tradycyjnymi akumulatorami litowo-metalowymi pod względem bezpieczeństwa, trwałości cyklu i gęstości energii. Z punktu widzenia formy produktu ogniwo akumulatora litowo-jonowego jest podstawową jednostką stanowiącą różne typy pakietów akumulatorów. Kiedy wiele ogniw łączy się i łączy szeregowo lub równolegle, powstaje zestaw akumulatorów litowych lub akumulatorów litowo-jonowych.

 

W przypadku zastosowań terminalowych specjalne produkty opracowane na potrzeby fotowoltaiki i magazynowania energii obejmują akumulatory litowo-jonowe do produktów solarnych, zestawy akumulatorów litowych do systemów magazynowania energii słonecznej oraz akumulatory litowo-jonowe do systemów energii słonecznej. Ponadto akumulatory Lithium SuperPack stanowią rodzaj specjalnego produktu akumulatorowego o-niezawodnym opakowaniu i szerokich-przystosowalności temperaturowej, natomiast zestaw akumulatorów zapewnia modułowe rozwiązania komponentowe dla integratorów systemów. Z punktu widzenia klasyfikacji inżynierskiej baterie litowe można podzielić na trzy typy: opakowania cylindryczne, kwadratowe i miękkie, w zależności od formy opakowania. Każda forma kładzie własny nacisk na wydajność grupowania, zdolność odprowadzania ciepła i wytrzymałość mechaniczną i jest odpowiednia dla różnych scenariuszy zastosowań.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Baterie litowe mają zwykle dwa kształty: cylindryczny i kwadratowy, ze spiralnie nawiniętymi lub ułożonymi w stos grupami elektrod wewnątrz. Elektroda dodatnia składa się z tlenku litu, kobaltu, manganianu litu, fosforanu litowo-żelazowego lub materiałów trójskładnikowych pokrytych folią aluminiową, a folia aluminiowa służy jako kolektor prądu dodatniego; elektroda ujemna składa się ze sztucznego grafitu lub grafitu naturalnego pokrytego folią miedzianą, a folia miedziana służy jako kolektor prądu ujemnego. Jako materiał izolacyjny pomiędzy elektrodą dodatnią i ujemną stosowana jest warstwa niezwykle cienkiej i wysoce przepuszczalnej mikroporowatej folii polietylenowej lub polipropylenowej. Wnętrze akumulatora wypełnione jest organicznym roztworem elektrolitu. Ponadto na górze rdzenia akumulatora zainstalowano zawór bezpieczeństwa i element PTC (stosowany w niektórych typach cylindrycznych), aby chronić akumulator przed uszkodzeniem w przypadku, gdy akumulator znajduje się w nienormalnym stanie lub występuje zwarcie-na wyjściu. Napięcie nominalne pojedynczego akumulatora litowo-jonowego wynosi 3,7 V (układ litowo-żelazowo-fosforanowy wynosi 3,2 V). Ze względu na ograniczoną pojemność pojedynczego akumulatora, w praktycznych zastosowaniach wiele ogniw jest często połączonych szeregowo w celu zwiększenia napięcia i równolegle w celu zwiększenia pojemności w celu spełnienia wymagań platformy napięciowej i pojemności energetycznej różnych urządzeń.

 

Z punktu widzenia procesu produkcyjnego produkcja specjalistycznych produktów do magazynowania energii, takich jak akumulatory do litowo--systemów magazynowania energii jonowej, wymaga dziesiątek procesów, takich jak powlekanie nabiegunników, walcowanie, cięcie wzdłużne, nawijanie/laminowanie, wtrysk cieczy, formowanie i oddzielanie objętości. Wśród nich proces produkcji nabiegunników stawia niezwykle wysokie wymagania dotyczące jednorodności grubości powłoki (tolerancja kontrolowana w granicach ±1,5 μm), ustawienia nabiegunnika (odchylenie nie przekraczające 0,5 mm) i kontroli zadziorów (wysokość zadziorów nie przekracza 15 μm). Do uszczelnienia płaszcza i pokrywy stosuje się spawanie laserowe. Penetracja spawania musi być dokładnie kontrolowana w zakresie 0,3-0,8 mm i nie może być żadnych penetrujących porów ani uszkodzeń odpryskowych. Proces formowania jest pierwszym procesem elektrochemicznym aktywującym akumulator i należy go przeprowadzać w środowisku o ściśle kontrolowanej temperaturze. Pierwszy prąd ładowania jest zwykle ustawiany na wartość od 0,05°C do 0,1°C, aby sprzyjać tworzeniu się stabilnej warstwy międzyfazowej stałego elektrolitu.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Baterie litowo-jonowe Solar Home System są specjalnie zaprojektowane do domowych systemów fotowoltaicznych magazynowania energii. Jego podstawowe wymagania obejmują szeroki zakres temperatur pracy (-20 stopni do 60 stopni), żywotność cykli nie mniejszą niż 6000 razy oraz poziom ochrony IP65 lub wyższy, aby dostosować się do środowisk instalacji na zewnątrz. Litowe baterie słoneczne są szeroko stosowane w-elektrowniach fotowoltaicznych poza siecią, źródłach zasilania rezerwowego dla komunikacyjnych stacji bazowych i systemach mikrosieci w odległych obszarach. Ich specyfikacje dotyczące wydajności mieszczą się zwykle w przedziale od 2,5 kWh do 20 kWh i można je elastycznie rozszerzać równolegle w zależności od zapotrzebowania na obciążenie. W dziedzinie wielkoskalowych elektrowni magazynujących energię pakiet baterii litowych do systemów magazynowania energii słonecznej jest wdrażany w formie kontenerów lub szafek. Wydajność pojedynczego systemu może sięgać poziomu MWh, uczestnicząc w regulacji częstotliwości i szczytów sieci elektroenergetycznej oraz integracji i zużyciu sieci energii odnawialnej.

 

Bateria litowo-jonowa do systemu energii słonecznej kładzie nacisk na kompatybilność komunikacyjną z falownikami fotowoltaicznymi, konwerterami magazynowania energii i systemami zarządzania energią i zwykle obsługuje wiele protokołów, takich jak magistrala CAN, RS485 i Modbus. Baterie litowe SuperPack nadają się do pracy w trudnych warunkach, takich jak stacje bazowe bez nadzoru, sprzęt do badań polarnych i pojazdy specjalne, ze względu na doskonałą wydajność rozładowania w niskich-temperaturach (ponad 70% pojemności znamionowej może zostać rozładowane w temperaturze -30 stopni) i wysoce niezawodną, ​​szczelną konstrukcję. Zestaw akumulatorów zapewnia integratorom systemów standaryzowane moduły akumulatorów, karty podrzędne BMS, części konstrukcyjne i komponenty wiązek przewodów, znacznie zmniejszając złożoność i cykl zintegrowanego rozwoju.

 

Jeśli chodzi o akumulatory, akumulatory litowo-jonowe- są szeroko stosowane w elektrycznych samochodach osobowych, autobusach elektrycznych, pojazdach logistycznych i pojazdach inżynierii specjalnej. Obszar magazynowania energii obejmuje trzy główne segmenty rynku: duże elektrownie, przemysłowe i komercyjne magazyny energii oraz magazyny energii w gospodarstwach domowych. Dziedzina elektroniki użytkowej obejmuje smartfony, laptopy, urządzenia do noszenia i drony. Jako ostateczna forma produktu dla wyżej{{4}wymienionych typów zastosowań, projekt zestawu akumulatorów litowo-jonowych musi kompleksowo uwzględniać-wskaźniki wielowymiarowe, takie jak gęstość energii, gęstość mocy, zarządzanie temperaturą, ochrona mechaniczna i bezpieczeństwo elektryczne. Jest to wysoce zintegrowany produkt technologii elektrochemii, inżynierii mechanicznej i energoelektroniki.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

W porównaniu z tradycyjnymi akumulatorami{{0}kwasowo-ołowiowymi i akumulatorami niklowo-metalowo-wodorkowymi, akumulatory litowo-jonowe wykazują znaczną przewagę pod wieloma względami wydajności. Pod względem gęstości energii akumulatory litowo-jonowe mogą osiągnąć 460-600 Wh/kg, czyli około 6-7 razy więcej niż akumulatory ołowiowe-kwasowe, co oznacza, że ​​przy tej samej masie można zmagazynować więcej energii elektrycznej. Pod względem żywotności akumulatory wykorzystujące katody z fosforanu litowo-żelazowego mogą osiągnąć ponad 6000 cykli w warunkach ładowania i rozładowania w temperaturze 1 C oraz przy 100% głębokości rozładowania, a ich żywotność może sięgać ponad 6 lat. Jeśli chodzi o napięcie znamionowe, napięcie robocze pojedynczego ogniwa wynosi 3,7 V lub 3,2 V, co jest w przybliżeniu równe napięciu szeregowemu trzech akumulatorów niklowo-wodorkowych lub niklowo-kadmowych, co ułatwia utworzenie pakietu akumulatorów o wyższym napięciu. Jeśli chodzi o wytrzymałość na dużą moc, akumulator litowo-żelazowo-fosforanowy może wytrzymać chwilową szybkość rozładowania 15-30°C, aby sprostać wymaganiom przyspieszania pojazdu i wspinaczki. Stopień samorozładowania jest wyjątkowo niski i zwykle można go kontrolować poniżej 1% na miesiąc, czyli mniej niż 1/20 współczynnika w przypadku akumulatorów niklowo-metalowo-wodorkowych. Pod względem wagowym masa tej samej objętości wynosi tylko 1/6 do 1/5 produktów kwasowo-ołowiowych. Jeśli chodzi o zdolność adaptacji do wysokich i niskich temperatur, można go stosować w środowiskach od -20 stopni do 60 stopni, a po specjalnej obróbce może osiągnąć -45 stopni.

 

Z punktu widzenia ekologicznej ochrony środowiska nie zawiera toksycznych i szkodliwych metali ciężkich, takich jak ołów, rtęć i kadm, a w procesie produkcyjnym zasadniczo nie zużywa się zasobów wody. Baterie litowe- mają jednak także kilka ograniczeń technicznych. Po pierwsze, wszystkie akumulatory litowe- muszą być wyposażone w obwody zabezpieczające zapobiegające przeładowaniu, nadmiernemu-rozładowaniu i nadmiernemu-prądowi, co zwiększa złożoność i koszt systemu. Po drugie, akumulatory litowo-kobaltowo-tlenkowe nie mogą być rozładowywane przy dużych prądach i są mało bezpieczne. Po trzecie, warunki produkcji są niezwykle wymagające. - Kluczowe procesy, takie jak powlekanie elektrod, nawijanie i wtrysk cieczy, muszą być przeprowadzane w suszarni o punkcie rosy poniżej -40 stopni, co skutkuje wysokimi kosztami inwestycyjnymi i operacyjnymi sprzętu. Po czwarte, istnieją ograniczenia dotyczące warunków użytkowania. Używanie w zbyt wysokich lub zbyt niskich temperaturach przyspieszy starzenie, a nawet spowoduje zagrożenie dla bezpieczeństwa.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Jeśli chcesz dostosować wysoką-niezawodnośćBaterie litowe Flash Batteryi wspierając rozwiązania systemowe dla Twojego nowego projektu energetycznego, nasz zespół inżynierów może zapewnić szczegółowe specyfikacje techniczne i wsparcie w zakresie aplikacji, aby pomóc Ci zbudować najbardziej konkurencyjną architekturę magazynowania energii.