Популяризиране на професионални знания в индустрията с литиеви батерии

Литиево-йонните батерии са вид презареждаема вторична батерийна система, която използва метален оксид от литиева сплав като положителен електроден материал, графит като отрицателен електроден материал и използва не-воден електролитен разтвор. Неговият основен принцип на работа се основава на обратимо интеркалиране и деинтеркалиране на литиеви йони между положителните и отрицателните електроди по време на зареждане и разреждане, вместо да разчита на редокс реакцията на металния литий. Това дава на литиево-йонните батерии значителни предимства пред традиционните литиево-метални батерии по отношение на безопасност, жизнен цикъл и енергийна плътност. От гледна точка на формата на продукта, литиево-батерийната клетка е основната единица, която съставлява различни видове батерийни пакети. Когато множество клетки се комбинират и опаковат последователно и паралелно, се образува литиев батериен пакет или литиево-йонен батериен пакет.

 

За сценарии на терминално приложение специалните продукти, разработени за полетата за фотоволтаици и съхранение на енергия, включват литиево-йонни батерии за слънчеви продукти, пакет литиеви батерии за системи за съхранение на слънчева енергия и литиево-йонна батерия за слънчева енергийна система. В допълнение, литиеви SuperPack батерии представляват вид специален батериен продукт с високо-надеждна опаковка и широка-температурна адаптивност, докато Battery Pack Kit предоставя модулни компонентни решения за системни интегратори. От гледна точка на инженерната класификация, литиевите батерии могат да бъдат разделени на три типа: цилиндрични, квадратни и меки опаковки според формата на опаковката. Всяка форма има свой собствен акцент върху груповата ефективност, капацитета за разсейване на топлината и механичната якост и е подходяща за различни сценарии на приложение.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Литиевите батерии обикновено имат две форми: цилиндрична и квадратна, със спирално навити или подредени електродни групи вътре. Положителният електрод се състои от литиево-кобалтов оксид, литиев манганат, литиево-железен фосфат или трикомпонентни материали, покрити върху алуминиево фолио, а алуминиевото фолио служи като положителен колектор на ток; отрицателният електрод е съставен от изкуствен графит или естествен графит, покрит върху медно фолио, а медното фолио служи като отрицателен токоприемник. Като изолационен материал между положителните и отрицателните електроди се използва слой от изключително тънък и силно пропусклив полиетиленов или полипропиленов микропорест филм. Вътрешността на батерията е пълна с разтвор на органичен електролит. В допълнение, предпазен клапан и PTC елемент (използван в някои цилиндрични типове) са инсталирани в горната част на сърцевината на батерията, за да предпазят батерията от повреда навреме, когато батерията е в ненормално състояние или изходът е късо-съединен. Номиналното напрежение на единична литиево-йонна батерия е 3,7 V (системата с литиево-железен фосфат е 3,2 V). Поради ограничения капацитет на една батерия, в практическите приложения множество клетки често се свързват последователно, за да се увеличи напрежението и паралелно, за да се увеличи капацитетът, за да се отговори на платформата за напрежение и изискванията за енергиен капацитет на различни устройства.

 

От гледна точка на производствения процес, производството на специализирани продукти за съхранение на енергия като батерия за литиево-йонна система за съхранение на енергия изисква десетки процеси като нанасяне на покритие на полюсни части, валцуване, нарязване, навиване/ламиниране, инжектиране на течност, образуване и разделяне на обема. Сред тях процесът на производство на полюсни накрайници има изключително високи изисквания за еднаквост на дебелината на покритието (допуск, контролиран в рамките на ±1,5 μm), подравняване на полюсните накрайници (отклонение, което не надвишава 0,5 mm) и контрол на изпъкналостта (височина на изрязване, която не надвишава 15 μm). Лазерно заваряване се използва за уплътняване на корпуса и капака. Проникването при заваряване трябва да се контролира точно в диапазона от 0,3-0,8 mm и не трябва да има проникващи пори или дефекти от пръски. Процесът на формиране е първият електрохимичен процес за активиране на батерията и трябва да се извърши в среда със строго контролирана температура. Първият ток на зареждане обикновено се настройва на 0,05C до 0,1C, за да се насърчи образуването на стабилен твърд електролитен интерфейсен филм.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Литиево-йонните батерии за слънчева домашна система са специално проектирани за домакински фотоволтаични системи за съхранение на енергия. Неговите основни изисквания включват широк работен температурен диапазон (-20 градуса до 60 градуса), живот на цикъла не по-малко от 6000 пъти и ниво на защита от IP65 или по-високо, за да се адаптира към външна инсталационна среда. Литиевите слънчеви батерии се използват широко в-фотоволтаични електроцентрали извън мрежата, резервни захранвания за комуникационни базови станции и микромрежови системи в отдалечени райони. Техните спецификации за капацитет обикновено са между 2,5kWh и 20kWh и могат да бъдат гъвкаво разширявани паралелно според търсенето на натоварване. В областта на широкомащабните електроцентрали за съхранение на енергия пакетът литиеви батерии Solar Energy Storage Systems се използва в стил контейнер или шкаф. Капацитетът на една система може да достигне ниво MWh, участвайки в регулирането на честотата на електрическата мрежа и пиковото регулиране и интегрирането и потреблението на мрежата за възобновяема енергия.

 

Литиево-йонната батерия за слънчева енергийна система подчертава комуникационната съвместимост с фотоволтаични инвертори, конвертори за съхранение на енергия и системи за управление на енергията и обикновено поддържа множество протоколи като CAN шина, RS485 и Modbus. Литиевите батерии SuperPack са подходящи за тежки условия на работа, като необслужвани базови станции, оборудване за полярни научни изследвания и специални превозни средства поради отличните си характеристики на разреждане при ниска-температура (повече от 70% от номиналния капацитет може да бъде разреден в среда от -30 градуса) и изключително надеждна запечатана структура. Комплектът Battery Pack Kit предоставя на системните интегратори стандартизирани батерийни модули, BMS подчинени платки, структурни части и компоненти на кабелния сноп, което значително намалява сложността и цикъла на интегрирана разработка.

 

В областта на захранващите батерии литиево-йонните батерии се използват широко в електрически пътнически автомобили, електрически автобуси, логистични превозни средства и специални инженерни превозни средства. Областта за съхранение на енергия обхваща три основни пазарни сегмента: големи електроцентрали, индустриално и търговско съхранение на енергия и битово съхранение на енергия. Областта на потребителската електроника включва смартфони, лаптопи, носими устройства и дронове. Като крайна продуктова форма за горе-споменатите типове приложения, дизайнът на литиево-йонния батериен пакет трябва да отчита изчерпателно много{6}}измерни показатели като енергийна плътност, плътност на мощността, термично управление, механична защита и електрическа безопасност. Това е силно интегриран продукт на електрохимията, машиностроенето и технологията на силова електроника.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В сравнение с традиционните оловни-киселинни батерии и никел-метални хидридни батерии, литиево-йонните батерии показват значителни предимства в множество измерения на производителността. По отношение на енергийната плътност литиево-йонните батерии могат да достигнат 460-600Wh/kg, което е около 6-7 пъти повече от това на оловно-киселинните батерии, което означава, че повече електрическа енергия може да се съхранява при същото тегло. По отношение на живота на цикъла, батериите, използващи литиево-железни фосфатни катоди, могат да постигнат повече от 6000 цикъла при 1C условия на зареждане и разреждане и 100% дълбочина на разреждане, а техният експлоатационен живот може да достигне повече от 6 години. По отношение на номиналното напрежение, работното напрежение на една клетка е 3,7 V или 3,2 V, което е приблизително равно на серийното напрежение на три никел-металохидридни или никел-кадмиеви батерии, което улеснява създаването на батериен пакет с по-високо напрежение. По отношение на издръжливостта на висока мощност, мощната литиево-желязо-фосфатна батерия може да поддържа моментална скорост на разреждане от 15-30C, за да отговори на нуждите от ускорение на превозното средство и изкачване. Степента на саморазреждане е изключително ниска и обикновено може да се контролира под 1% на месец, което е по-малко от 1/20 от тази на никел-метал хидридни батерии. По отношение на теглото теглото на същия обем е само 1/6 до 1/5 от оловно-киселинните продукти. По отношение на адаптивността при високи и ниски температури, той може да се използва в среди от -20 градуса до 60 градуса и може да достигне -45 градуса след специална обработка.

 

От гледна точка на екологичната защита на околната среда, той не съдържа токсични и вредни тежки метали като олово, живак и кадмий и по същество не се консумират водни ресурси по време на производствения процес. Литиево{1}}йонните батерии обаче имат и няколко технически ограничения. Първо, всички литиево-йонни батерии трябва да бъдат оборудвани със защитни вериги за предотвратяване на презареждане, пре-разреждане и свръх-ток, което увеличава сложността и цената на системата. Второ, батериите от литиево-кобалтов оксид не могат да се разреждат при високи токове и имат лоша безопасност. Трето, производствените условия са изключително взискателни - ключови процеси като покритие на електроди, навиване и инжектиране на течност трябва да се извършват в сушилня с точка на оросяване под -40 градуса, което води до високи инвестиции в оборудване и оперативни разходи. Четвърто, има ограничения за условията на използване. Използването при твърде високи или твърде ниски температури ще ускори стареенето и дори ще създаде рискове за безопасността.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ако трябва да персонализирате висока-надеждностFlash Battery литиеви батериии поддържащи системни решения за вашия нов енергиен проект, нашият инженерен екип може да предостави подробни технически спецификации и поддръжка на приложения, за да ви помогне да изградите най-конкурентната архитектура за съхранение на енергия.