Bateria LiFePO4

Bateria e fosfatit të hekurit të litiumit është një bateri litium-jon që përdor fosfatin e hekurit litium (LiFePO4) si material elektrodë pozitive dhe karbon si material elektrodë negative.
Gjatë procesit të karikimit, disa nga jonet e litiumit në fosfatin e hekurit të litiumit nxirren, transferohen në elektrodën negative përmes elektrolitit dhe futen në materialin e karbonit të elektrodës negative;në të njëjtën kohë, elektronet lirohen nga elektroda pozitive dhe arrijnë elektrodën negative nga qarku i jashtëm për të ruajtur ekuilibrin e reaksionit kimik.Gjatë procesit të shkarkimit, jonet e litiumit nxirren nga elektroda negative dhe arrijnë në elektrodën pozitive përmes elektrolitit.Në të njëjtën kohë, elektroda negative lëshon elektrone dhe arrin elektrodën pozitive nga qarku i jashtëm për të siguruar energji për botën e jashtme.
Bateritë LiFePO4 kanë avantazhet e tensionit të lartë të punës, densitetit të lartë të energjisë, jetëgjatësisë së ciklit, performancës së mirë të sigurisë, shkallës së ulët të vetëshkarkimit dhe mungesës së efektit të kujtesës.
Karakteristikat strukturore të baterisë
Ana e majtë e baterisë së fosfatit të hekurit të litiumit është një elektrodë pozitive e përbërë nga një material LiFePO4 i strukturës olivine, i cili lidhet me elektrodën pozitive të baterisë me një fletë alumini.Në të djathtë është elektroda negative e baterisë e përbërë nga karboni (grafit), e cila lidhet me elektrodën negative të baterisë me një fletë bakri.Në mes është një ndarës polimer, i cili ndan elektrodën pozitive nga elektroda negative, dhe jonet e litiumit mund të kalojnë përmes ndarësit, por elektronet jo.Pjesa e brendshme e baterisë është e mbushur me elektrolit, dhe bateria është e mbyllur hermetikisht nga një shtresë metalike.

Karakteristikat e baterisë së fosfatit të hekurit litium
Dendësia më e lartë e energjisë

Sipas raporteve, dendësia e energjisë e baterisë katrore të guaskës së aluminit me hekur fosfat litium të prodhuar në masë në vitin 2018 është rreth 160 Wh/kg.Në vitin 2019, disa prodhues të shkëlqyer të baterive ndoshta mund të arrijnë nivelin 175-180 Wh/kg.Teknologjia dhe kapaciteti i çipit janë bërë më të mëdha, ose mund të arrihet 185 Wh/kg.
performancë e mirë e sigurisë
Performanca elektrokimike e materialit katodik të baterisë së fosfatit të hekurit të litiumit është relativisht e qëndrueshme, gjë që përcakton se ajo ka një platformë të qëndrueshme karikimi dhe shkarkimi.Prandaj, struktura e baterisë nuk do të ndryshojë gjatë procesit të karikimit dhe shkarkimit dhe nuk do të digjet dhe shpërthejë.Është ende shumë i sigurt në kushte të veçanta si karikimi, shtrydhja dhe akupunktura.

Jetë e gjatë e ciklit

Jeta e ciklit 1C e baterive me fosfat hekuri litium në përgjithësi arrin 2000 herë, apo edhe më shumë se 3500 herë, ndërsa tregu i ruajtjes së energjisë kërkon më shumë se 4000-5000 herë, duke siguruar një jetë shërbimi prej 8-10 vjet, që është më e lartë se 1000 cikle. e baterive treshe.Jetëgjatësia e ciklit të baterive me acid plumbi me jetëgjatësi është rreth 300 herë.
Aplikimi industrial i baterisë së fosfatit të hekurit litium

Aplikimi i industrisë së automjeteve me energji të re

"Plani i zhvillimit të industrisë së automjeteve për kursimin e energjisë dhe energjinë e re" i vendit tim propozon që "qëllimi i përgjithshëm i zhvillimit të automjeteve me energji të re të vendit tim është: deri në vitin 2020, prodhimi dhe shitjet kumulative të automjeteve me energji të reja do të arrijnë në 5 milionë njësi, dhe vendi im Shkalla e kursimit të energjisë dhe industria e automjeteve me energji të re do të renditet në botë.rresht front".Bateritë e fosfatit të hekurit të litiumit përdoren gjerësisht në makinat e pasagjerëve, makinat e pasagjerëve, automjetet e logjistikës, automjetet elektrike me shpejtësi të ulët, etj. për shkak të avantazheve të tyre të sigurisë së mirë dhe kostos së ulët.Të ndikuar nga politika, bateritë treshe zënë një pozicion dominues me avantazhin e densitetit të energjisë, por bateritë me fosfat litium hekuri ende zënë avantazhe të pazëvendësueshme në makinat e pasagjerëve, automjetet logjistike dhe fusha të tjera.Në fushën e makinave të pasagjerëve, bateritë me fosfat të hekurit të litiumit përbënin rreth 76%, 81%, 78% të grupeve të 5-të, 6-të dhe 7-të të "Katalogut të Modeleve të Rekomanduara për Promovimin dhe Aplikimin e Automjeteve të Energjisë së Re" (në tekstin e mëtejmë referuar si “Katalogu”) në vitin 2018. %, duke ruajtur ende rrjedhën kryesore.Në fushën e automjeteve speciale, bateritë me fosfat hekuri litium përbënin rreth 30%, 32% dhe 40% të grupeve të 5-të, 6-të dhe 7-të të "Katalogut" përkatësisht në vitin 2018, dhe përqindja e aplikimeve është rritur gradualisht. .
Yang Yusheng, një akademik i Akademisë Kineze të Inxhinierisë, beson se përdorimi i baterive të hekurit fosfat litium në tregun e automjeteve elektrike me rreze të gjatë veprimi, jo vetëm që mund të përmirësojë sigurinë e automjeteve, por gjithashtu të mbështesë tregtimin e automjeteve elektrike me rreze të gjerë. duke eliminuar kilometrazhin, sigurinë, çmimin dhe koston e automjeteve të pastra elektrike.Ankthi për karikimin, problemet e mëvonshme të baterive, etj. Gjatë periudhës 2007-2013, shumë kompani makinash kanë nisur projekte të automjeteve të pastra elektrike me rreze të gjerë.

Nisni aplikacionin në fuqi

Përveç karakteristikave të baterive të litiumit të fuqisë, bateria fillestare e fosfatit të hekurit të litiumit ka gjithashtu aftësinë për të nxjerrë fuqi të lartë në çast.Bateria tradicionale e acidit të plumbit zëvendësohet nga një bateri litium e fuqisë me një energji më të vogël se një kilovat orë, dhe motori tradicional i startuesit dhe gjeneratori zëvendësohen nga një motor BSG., jo vetëm që ka funksionin e start-stop-it në boshe, por ka edhe funksionin e fikjes dhe mbylljes së motorit, rikuperimin e energjisë së lëvizjes dhe frenimit, përforcuesin e përshpejtimit dhe lundrimit elektrik.

Aplikimet në tregun e ruajtjes së energjisë

Bateria LiFePO4 ka një sërë avantazhesh unike si tensioni i lartë i punës, dendësia e lartë e energjisë, jetëgjatësia e ciklit, shkalla e ulët e vetëshkarkimit, pa efekt memorie, mbrojtja e mjedisit të gjelbër, etj., dhe mbështet zgjerimin pa shkallë, të përshtatshme për elektrike në shkallë të gjerë ruajtja e energjisë, në termocentralet e energjisë së rinovueshme kanë perspektiva të mira aplikimi në fushat e lidhjes së sigurt në rrjet të prodhimit të energjisë, rregullimit të pikut të rrjetit të energjisë, termocentraleve të shpërndara, furnizimeve me energji UPS dhe sistemeve të furnizimit me energji emergjente.
Sipas raportit të fundit të ruajtjes së energjisë të publikuar së fundmi nga GTM Research, një organizatë ndërkombëtare e kërkimit të tregut, aplikimi i projekteve të ruajtjes së energjisë në anën e rrjetit në Kinë në vitin 2018 vazhdoi të rrisë konsumin e baterive me fosfat hekur litium.
Me rritjen e tregut të ruajtjes së energjisë, vitet e fundit, disa kompani të baterive të energjisë kanë vendosur biznesin e ruajtjes së energjisë për të hapur tregje të reja aplikimi për bateritë me fosfat litium hekuri.Nga njëra anë, për shkak të karakteristikave të jetëgjatësisë ultra të gjatë, përdorimit të sigurt, kapacitetit të madh dhe mbrojtjes së mjedisit të gjelbër, fosfati i hekurit të litiumit mund të transferohet në fushën e ruajtjes së energjisë, gjë që do të zgjerojë zinxhirin e vlerës dhe do të nxisë krijimin e një model të ri biznesi.Nga ana tjetër, sistemi i ruajtjes së energjisë që mbështet baterinë e fosfatit të hekurit litium është bërë zgjedhja kryesore në treg.Sipas raporteve, bateritë e fosfatit të hekurit litium janë provuar të përdoren në autobusët elektrikë, kamionët elektrikë, rregullimin e frekuencës nga ana e përdoruesit dhe nga ana e rrjetit.
1. Prodhimi i energjisë së rinovueshme të energjisë si gjenerimi i energjisë nga era dhe prodhimi i energjisë fotovoltaike lidhet në mënyrë të sigurt me rrjetin.Rastësia e natyrshme, ndërprerja dhe paqëndrueshmëria e prodhimit të energjisë së erës përcaktojnë se zhvillimi i saj në shkallë të gjerë do të ketë në mënyrë të pashmangshme një ndikim të rëndësishëm në funksionimin e sigurt të sistemit energjetik.Me zhvillimin e shpejtë të industrisë së energjisë së erës, veçanërisht shumica e fermave me erë në vendin tim janë "zhvillim i centralizuar në shkallë të gjerë dhe transmetim në distanca të gjata", gjenerimi i energjisë elektrike i lidhur me rrjetin e fermave të erës në shkallë të gjerë paraqet sfida të rënda për funksionimin dhe kontrollin e rrjeteve të mëdha të energjisë.
Prodhimi i energjisë fotovoltaike ndikohet nga temperatura e ambientit, intensiteti i dritës diellore dhe kushtet e motit, dhe prodhimi i energjisë fotovoltaike paraqet karakteristikat e luhatjeve të rastësishme.vendi im paraqet një prirje zhvillimi të "zhvillimit të decentralizuar, aksesit në vend me tension të ulët" dhe "zhvillimit në shkallë të gjerë, aksesit të tensionit të mesëm dhe të lartë", i cili parashtron kërkesa më të larta për rregullimin e pikut të rrjetit të energjisë dhe funksionimin e sigurt të sistemeve të energjisë.
Prandaj, produktet e ruajtjes së energjisë me kapacitet të madh janë bërë një faktor kyç në zgjidhjen e kontradiktës midis rrjetit dhe gjenerimit të energjisë së rinovueshme.Sistemi i ruajtjes së energjisë së baterisë me fosfat litium hekuri ka karakteristikat e konvertimit të shpejtë të kushteve të punës, mënyrës fleksibël të funksionimit, efikasitetit të lartë, sigurisë dhe mbrojtjes së mjedisit dhe shkallëzueshmërisë së fortë.Problemi i kontrollit lokal të tensionit, përmirëson besueshmërinë e gjenerimit të energjisë së energjisë së rinovueshme dhe përmirëson cilësinë e energjisë, në mënyrë që energjia e rinovueshme të bëhet një furnizim i vazhdueshëm dhe i qëndrueshëm me energji elektrike.
Me zgjerimin e vazhdueshëm të kapacitetit dhe shkallës, dhe pjekurinë e vazhdueshme të teknologjisë së integruar, kostoja e sistemeve të ruajtjes së energjisë do të ulet më tej.Pas testeve afatgjata të sigurisë dhe besueshmërisë, sistemet e ruajtjes së energjisë së baterive me fosfat litium hekuri pritet të përdoren në energjinë e rinovueshme si energjia e erës dhe prodhimi i energjisë fotovoltaike.Është përdorur gjerësisht në lidhjen e sigurt të rrjetit të prodhimit të energjisë dhe përmirësimin e cilësisë së energjisë.
2 rregullimi i pikut të rrjetit të energjisë.Mjeti kryesor i rregullimit të pikut të rrjetit elektrik ka qenë gjithmonë stacionet e energjisë së magazinimit me pompë.Për shkak se termocentrali me depo me pompë duhet të ndërtojë dy rezervuarë, rezervuarët e sipërm dhe të poshtëm, të cilët janë shumë të kufizuar nga kushtet gjeografike, nuk është e lehtë të ndërtohet në zonën fushore dhe zona është e madhe dhe kostoja e mirëmbajtjes është e lartë.Përdorimi i sistemit të ruajtjes së energjisë së baterisë me fosfat litium hekuri për të zëvendësuar stacionin elektrik të magazinimit të pompuar, për të përballuar ngarkesën maksimale të rrjetit elektrik, jo i kufizuar nga kushtet gjeografike, përzgjedhja e lirë e vendndodhjes, më pak investime, më pak okupim i tokës, kosto e ulët e mirëmbajtjes, do të luajë një rol të rëndësishëm në procesin e rregullimit të pikut të rrjetit elektrik.
3 Termocentrale të shpërndara.Për shkak të defekteve të vetë rrjetit të madh të energjisë, është e vështirë të garantohen kërkesat e cilësisë, efikasitetit, sigurisë dhe besueshmërisë së furnizimit me energji elektrike.Për njësitë dhe ndërmarrjet e rëndësishme, shpesh kërkohen furnizime me energji të dyfishtë apo edhe furnizime të shumta me energji si rezervë dhe mbrojtje.Sistemi i ruajtjes së energjisë së baterisë me fosfat litium hekuri mund të zvogëlojë ose shmangë ndërprerjet e energjisë të shkaktuara nga dështimet e rrjetit të energjisë dhe ngjarje të ndryshme të papritura, dhe të sigurojë furnizim të sigurt dhe të besueshëm me energji elektrike në spitale, banka, qendra komandimi dhe kontrolli, qendrat e përpunimit të të dhënave, industritë e materialeve kimike dhe saktësi. industritë prodhuese.Luaj një rol të rëndësishëm.
Furnizimi me energji 4 UPS.Zhvillimi i vazhdueshëm dhe i shpejtë i ekonomisë së Kinës ka çuar në decentralizimin e nevojave të përdoruesve të furnizimit me energji elektrike UPS, gjë që ka bërë që më shumë industri dhe më shumë ndërmarrje të kenë kërkesë të vazhdueshme për furnizim me energji UPS.
Krahasuar me bateritë me acid plumbi, bateritë me hekur fosfat litium kanë avantazhet e jetëgjatësisë së ciklit, sigurisë dhe stabilitetit, mbrojtjes së mjedisit të gjelbër dhe shkallës së ulët të vetëshkarkimit.do të përdoret gjerësisht.

Aplikime në fusha të tjera

Bateritë e fosfatit të hekurit të litiumit përdoren gjithashtu gjerësisht në fushën ushtarake për shkak të jetëgjatësisë së mirë të ciklit, sigurisë, performancës në temperaturë të ulët dhe avantazheve të tjera.Më 10 tetor 2018, një kompani baterish në Shandong bëri një paraqitje të fortë në Ekspozitën e parë të Arritjeve të Teknologjisë së Integrimit Ushtarak-Civil në Qingdao dhe ekspozoi produkte ushtarake duke përfshirë bateri ushtarake me temperaturë ultra të ulët -45℃.