Popularizácia odborných znalostí v odvetví lítiových batérií

Lítium{0}}iónové batérie sú typom dobíjateľného sekundárneho batériového systému, ktorý používa ako materiál kladnej elektródy oxid kovu zliatiny lítia, ako materiál zápornej elektródy grafit a používa -nevodný roztok elektrolytu. Jeho základný pracovný princíp je založený skôr na reverzibilnej interkalácii a deinterkalácii lítiových iónov medzi kladnými a zápornými elektródami počas nabíjania a vybíjania, než na spoliehaní sa na redoxnú reakciu kovového lítia. To poskytuje lítium{4}}iónovým batériám významné výhody oproti tradičným lítiovým kovovým batériám, pokiaľ ide o bezpečnosť, životnosť cyklu a hustotu energie. Z hľadiska formy produktu je lítium-iónová batéria základnou jednotkou, ktorá tvorí rôzne typy batérií. Keď sa viaceré články skombinujú a zabalia do série a paralelne, vytvorí sa lítiová batéria alebo lítium{8}}iónová batéria.

 

Pre scenáre terminálových aplikácií špeciálne produkty vyvinuté pre oblasť fotovoltaiky a skladovania energie zahŕňajú lítium{0}}iónové batérie pre solárne produkty, lítiové batérie pre systémy na ukladanie solárnej energie a lítium-iónové batérie pre solárny energetický systém. Okrem toho lítiové batérie SuperPack predstavujú typ špeciálneho batériového produktu s vysokou-spoľahlivosťou a širokou-prispôsobivosťou teplôt, zatiaľ čo súprava batérií poskytuje modulárne riešenia komponentov pre systémových integrátorov. Z hľadiska inžinierskej klasifikácie možno lítiové batérie rozdeliť do troch typov: valcové, štvorcové a mäkké balenie podľa formy balenia. Každá forma má svoj vlastný dôraz na efektívnosť zoskupovania, kapacitu odvádzania tepla a mechanickú pevnosť a je vhodná pre rôzne scenáre aplikácie.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Lítiové batérie majú zvyčajne dva tvary: cylindrický a štvorcový, so špirálovito vinutými alebo naskladanými skupinami elektród vo vnútri. Pozitívna elektróda sa skladá z oxidu lítneho kobaltnatého, manganistanu lítneho, fosforečnanu lítno-železitého alebo ternárnych materiálov potiahnutých na hliníkovej fólii a hliníková fólia slúži ako kladný zberač prúdu; záporná elektróda je zložená z umelého grafitu alebo prírodného grafitu naneseného na medenej fólii a medená fólia slúži ako záporný zberač prúdu. Ako izolačný materiál medzi kladnými a zápornými elektródami sa používa vrstva extrémne tenkej a vysoko priepustnej polyetylénovej alebo polypropylénovej mikroporéznej fólie. Vnútro batérie je naplnené organickým roztokom elektrolytu. Okrem toho je na vrchu jadra batérie nainštalovaný bezpečnostný ventil a prvok PTC (používaný v niektorých valcových typoch), aby včas chránili batériu pred poškodením, keď je batéria v abnormálnom stave alebo keď je výstup skratovaný-. Nominálne napätie jednej lítium{6}}iónovej batérie je 3,7 V (systém fosforečnanu lítneho je 3,2 V). Kvôli obmedzenej kapacite jednej batérie sa v praktických aplikáciách často zapája viacero článkov do série na zvýšenie napätia a paralelne na zvýšenie kapacity, aby sa splnili požiadavky na napäťovú platformu a energetickú kapacitu rôznych zariadení.

 

Z hľadiska výrobného procesu si výroba špecializovaných produktov na ukladanie energie, ako je napríklad batéria pre lítiový{0}}systém na ukladanie energie, vyžaduje desiatky procesov, ako je poťahovanie pólových nástavcov, valcovanie, rezanie, navíjanie/laminovanie, vstrekovanie kvapaliny, formovanie a separácia objemu. Medzi nimi má proces výroby pólových nástavcov extrémne vysoké požiadavky na rovnomernosť hrúbky povlaku (tolerancia riadená v rámci ±1,5 μm), zarovnanie pólového nástavca (odchýlka nepresahujúca 0,5 mm) a kontrola otrepov (výška otrepu nepresahuje 15 μm). Na utesnenie plášťa a krytu sa používa laserové zváranie. Prienik zvárania musí byť presne kontrolovaný v rozsahu 0,3-0,8 mm a nesmú existovať žiadne prenikajúce póry alebo chyby rozstrekovania. Proces vytvárania je prvým elektrochemickým procesom na aktiváciu batérie a je potrebné ho vykonávať v prostredí s prísne kontrolovanou teplotou. Prvý nabíjací prúd je zvyčajne nastavený na 0,05 °C až 0,1 °C, aby sa podporila tvorba stabilného filmu rozhrania pevného elektrolytu.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Lítium-iónové batérie solárneho domáceho systému sú špeciálne navrhnuté pre domáce fotovoltaické systémy skladovania energie. Medzi jeho základné požiadavky patrí široký rozsah prevádzkových teplôt (-20 stupňov až 60 stupňov ), životnosť najmenej 6 000-krát a úroveň ochrany IP65 alebo vyššia, aby sa prispôsobila vonkajšiemu prostrediu inštalácie. Lítiové solárne batérie sa široko používajú vo fotovoltaických elektrárňach mimo{12}}siete, záložných zdrojoch napájania pre komunikačné základňové stanice a mikrosieťových systémoch v odľahlých oblastiach. Ich kapacitné špecifikácie sú zvyčajne medzi 2,5 kWh a 20 kWh a môžu byť flexibilne paralelne rozširované podľa požiadaviek na zaťaženie. V oblasti veľkokapacitných elektrární na akumuláciu energie sa súprava lítiových batérií Solar Energy Storage Systems používa v kontajnerovom alebo skriňovom štýle. Kapacita jedného systému môže dosiahnuť úroveň MWh, pričom sa podieľa na regulácii frekvencie elektrickej siete a špičkovej regulácii a integrácii a spotrebe siete obnoviteľnej energie.

 

Lítium-iónová batéria pre solárny energetický systém kladie dôraz na komunikačnú kompatibilitu s fotovoltaickými invertormi, konvertormi na ukladanie energie a systémami riadenia energie a zvyčajne podporuje viacero protokolov, ako je zbernica CAN, RS485 a Modbus. Lítiové batérie SuperPack sú vhodné pre drsné pracovné podmienky, ako sú základňové stanice bez dozoru, polárne vedecké výskumné zariadenia a špeciálne vozidlá, a to vďaka ich vynikajúcemu výkonu pri nízkych-teplotách vybíjania (viac ako 70 % menovitej kapacity je možné vybiť v prostredí s teplotou -30 stupňov) a vysoko spoľahlivej utesnenej štruktúre. Súprava Battery Pack poskytuje systémovým integrátorom štandardizované batériové moduly, podradené dosky BMS, konštrukčné diely a komponenty káblových zväzkov, čím sa výrazne znižuje zložitosť a cyklus integrovaného vývoja.

 

V oblasti napájacích batérií sa lítium-iónové batérie široko používajú v elektrických osobných automobiloch, elektrických autobusoch, logistických vozidlách a špeciálnych strojárskych vozidlách. Oblasť skladovania energie pokrýva tri hlavné segmenty trhu: veľké elektrárne, priemyselné a komerčné skladovanie energie a skladovanie energie v domácnostiach. Oblasť spotrebnej elektroniky zahŕňa smartfóny, notebooky, nositeľné zariadenia a drony. Ako konečná forma produktu pre vyššie-uvedené typy aplikácií musí dizajn Lithium-ion Battery Pack komplexne zohľadňovať viac-dimenzionálne ukazovatele, ako je hustota energie, hustota výkonu, tepelné riadenie, mechanická ochrana a elektrická bezpečnosť. Ide o vysoko integrovaný produkt elektrochémie, strojárstva a technológie výkonovej elektroniky.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V porovnaní s tradičnými olovenými-kyselinovými batériami a nikel-metalhydridovými batériami vykazujú lítium-iónové batérie významné výhody vo viacerých výkonnostných rozmeroch. Pokiaľ ide o hustotu energie, lítium{4}}iónové batérie môžu dosiahnuť 460-600 Wh/kg, čo je približne 6-7-krát viac ako v prípade olovených-batérií, čo znamená, že pri rovnakej hmotnosti možno uložiť viac elektrickej energie. Pokiaľ ide o životnosť, batérie používajúce lítium-železofosfátové katódy môžu dosiahnuť viac ako 6 000 cyklov pri 1C nabíjaní a vybíjaní a 100% hĺbke vybitia a ich životnosť môže dosiahnuť viac ako 6 rokov. Pokiaľ ide o menovité napätie, prevádzkové napätie jedného článku je 3,7 V alebo 3,2 V, čo sa približne rovná sériovému napätiu troch nikel-metalhydridových alebo nikel{26}}kadmiových batérií, čo uľahčuje vytvorenie súpravy batérií s vyšším napätím. Pokiaľ ide o vysokú výdrž, výkonná lítium-železitá fosfátová batéria môže podporovať okamžité vybíjanie 15-}30C, aby vyhovovala potrebám zrýchlenia vozidla a stúpania. Rýchlosť samovybíjania je extrémne nízka a zvyčajne sa dá regulovať pod 1 % za mesiac, čo je menej ako 1/20 rýchlosti nikel-metal hydridových batérií. Z hľadiska hmotnosti je hmotnosť rovnakého objemu len 1/6 až 1/5 olovených produktov. Pokiaľ ide o adaptabilitu na vysoké a nízke teploty, môže byť použitý v prostrediach od -20 stupňov do 60 stupňov a po špeciálnom spracovaní môže dosiahnuť -45 stupňov.

 

Z hľadiska ekologickej ochrany životného prostredia neobsahuje toxické a škodlivé ťažké kovy ako olovo, ortuť, kadmium a pri výrobe sa v podstate nespotrebúvajú žiadne vodné zdroje. Lítium{1}}iónové batérie však majú aj niekoľko technických obmedzení. Po prvé, všetky lítium-iónové batérie musia byť vybavené ochrannými obvodmi, aby sa zabránilo nadmernému nabitiu, nadmernému{4}}vybitiu a nadmernému{5}}prúdu, čo zvyšuje zložitosť a náklady systému. Po druhé, batérie systému lítium-kobaltoxidového systému nemožno vybíjať pri vysokých prúdoch a majú nízku bezpečnosť. Po tretie, výrobné podmienky sú extrémne náročné - kľúčové procesy, ako je poťahovanie elektród, navíjanie a vstrekovanie kvapaliny, sa musia vykonávať v sušiarni s rosným bodom pod -40 stupňov , čo má za následok vysoké investície do zariadenia a prevádzkové náklady. Po štvrté, existujú obmedzenia týkajúce sa podmienok používania. Použitie pri príliš vysokých alebo príliš nízkych teplotách urýchli starnutie a dokonca spôsobí bezpečnostné riziká.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ak potrebujete prispôsobiť vysokú-spoľahlivosťLítiové batérie Flasha podporou systémových riešení pre váš nový energetický projekt môže náš inžiniersky tím poskytnúť podrobné technické špecifikácie a podporu aplikácií, ktoré vám pomôžu vybudovať najkonkurencieschopnejšiu architektúru skladovania energie.