Popularizace odborných znalostí průmyslu lithiových baterií

Lithium-iontové baterie jsou typem dobíjecího sekundárního bateriového systému, který používá jako materiál kladné elektrody oxid kovu slitiny lithia, jako materiál záporné elektrody grafit a používá ne-vodný roztok elektrolytu. Jeho základní pracovní princip je založen na reverzibilní interkalaci a deinterkalaci lithných iontů mezi kladnými a zápornými elektrodami během nabíjení a vybíjení, spíše než spoléhání na redoxní reakci kovového lithia. To poskytuje lithium-iontovým bateriím významné výhody oproti tradičním lithiovým kovovým bateriím, pokud jde o bezpečnost, životnost cyklu a hustotu energie. Z hlediska formy produktu je Lithium-iontová baterie základní jednotkou, která tvoří různé typy bateriových sad. Když se zkombinuje více článků a zabalí se do série a paralelně, vytvoří se lithiová baterie nebo lithium{8}}iontová baterie.

 

Pro scénáře terminálových aplikací patří mezi speciální produkty vyvinuté pro fotovoltaiku a oblast skladování energie Lithium{0}}iontové baterie pro solární produkty, Lithiové baterie pro systémy pro ukládání solární energie a Lithium-iontové baterie pro solární energetický systém. Lithiové baterie SuperPack navíc představují typ speciálního bateriového produktu s vysoce-spolehlivým balením a širokým-teplotním přizpůsobením, zatímco sada baterií poskytuje modulární řešení komponent pro systémové integrátory. Z hlediska technické klasifikace lze lithiové baterie rozdělit do tří typů: válcové, čtvercové a měkké balení podle formy balení. Každá forma má svůj vlastní důraz na účinnost seskupování, kapacitu rozptylu tepla a mechanickou pevnost a je vhodná pro různé scénáře použití.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Lithiové baterie mají obvykle dva tvary: válcový a čtvercový, se spirálově vinutými nebo naskládanými skupinami elektrod uvnitř. Kladná elektroda se skládá z oxidu lithného kobaltnatého, mangananu lithného, ​​fosforečnanu lithného nebo ternárních materiálů potažených hliníkovou fólií a hliníková fólie slouží jako kladný sběrač proudu; záporná elektroda je složena z umělého grafitu nebo přírodního grafitu potaženého měděnou fólií a měděná fólie slouží jako záporný sběrač proudu. Jako izolační materiál mezi kladnou a zápornou elektrodou se používá vrstva extrémně tenké a vysoce propustné polyetylenové nebo polypropylenové mikroporézní fólie. Vnitřek baterie je naplněn roztokem organického elektrolytu. Kromě toho je na horní straně jádra baterie nainstalován bezpečnostní ventil a prvek PTC (používaný u některých válcových typů), aby včas chránily baterii před poškozením, když je baterie v abnormálním stavu nebo když je výstup zkratován-. Jmenovité napětí jedné lithium-iontové baterie je 3,7 V (systém s fosforečnanem lithným je 3,2 V). Vzhledem k omezené kapacitě jedné baterie se v praktických aplikacích často zapojuje více článků do série pro zvýšení napětí a paralelně pro zvýšení kapacity, aby byly splněny požadavky na napěťovou platformu a energetickou kapacitu různých zařízení.

 

Z hlediska výrobního procesu vyžaduje výroba specializovaných produktů pro ukládání energie, jako je baterie pro Lithium{0}}iontový systém ukládání energie, desítky procesů, jako je potahování pólových nástavců, válcování, řezání, navíjení/laminování, vstřikování kapaliny, formování a separace objemu. Mezi nimi má proces výroby pólových nástavců extrémně vysoké požadavky na rovnoměrnost tloušťky povlaku (tolerance řízená v rozmezí ±1,5 μm), vyrovnání pólového nástavce (odchylka nepřesahující 0,5 mm) a kontrolu otřepů (výška otřepů nepřesahující 15 μm). K utěsnění pláště a krytu se používá laserové svařování. Průnik svařování musí být přesně řízen v rozsahu 0,3-0,8 mm a nesmí se vyskytovat žádné pronikající póry nebo vady rozstřiku. Proces formování je prvním elektrochemickým procesem, který aktivuje baterii a musí být prováděn v prostředí s přísně kontrolovanou teplotou. První nabíjecí proud je obvykle nastaven na 0,05 °C až 0,1 °C, aby se podpořila tvorba stabilního filmu rozhraní pevného elektrolytu.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Solární domácí lithium-iontové baterie jsou speciálně navrženy pro domácí fotovoltaické systémy skladování energie. Mezi jeho základní požadavky patří široký rozsah provozních teplot (-20 stupňů až 60 stupňů), životnost nejméně 6000krát a stupeň ochrany IP65 nebo vyšší, aby se přizpůsobil venkovnímu prostředí instalace. Lithiové solární baterie jsou široce používány v mimosíťových fotovoltaických elektrárnách, záložních zdrojích pro komunikační základnové stanice a mikrosíťových systémech v odlehlých oblastech. Jejich kapacitní specifikace se obvykle pohybují mezi 2,5 kWh a 20 kWh a lze je flexibilně paralelně rozšiřovat podle potřeby zatížení. V oblasti velkokapacitních elektráren pro ukládání energie je sada lithiových baterií Solar Energy Storage Systems nasazena ve stylu kontejneru nebo skříně. Kapacita jednoho systému může dosáhnout úrovně MWh, podílet se na regulaci frekvence a špičky elektrické sítě a integraci a spotřebě sítě obnovitelné energie.

 

Lithium-iontová baterie pro solární energetický systém klade důraz na komunikační kompatibilitu s fotovoltaickými invertory, konvertory pro ukládání energie a systémy správy energie a obvykle podporuje více protokolů, jako je sběrnice CAN, RS485 a Modbus. Lithiové baterie SuperPack jsou vhodné pro drsné pracovní podmínky, jako jsou základnové stanice bez dozoru, polární vědecká výzkumná zařízení a speciální vozidla, díky jejich vynikajícímu výkonu při vybíjení při nízkých-teplotách (více než 70 % jmenovité kapacity lze vybít v prostředí -30 stupňů) a vysoce spolehlivé utěsněné konstrukci. Sada Battery Pack Kit poskytuje systémovým integrátorům standardizované bateriové moduly, podřízené desky BMS, konstrukční díly a komponenty kabelového svazku, což výrazně snižuje složitost a cyklus integrovaného vývoje.

 

V oblasti napájecích baterií se lithium-iontové baterie široce používají v elektrických osobních automobilech, elektrických autobusech, logistických vozidlech a speciálních strojírenských vozidlech. Pole skladování energie pokrývá tři hlavní segmenty trhu: velké elektrárny, průmyslové a komerční skladování energie a skladování energie v domácnostech. Oblast spotřební elektroniky zahrnuje chytré telefony, notebooky, nositelná zařízení a drony. Jako konečná forma produktu pro výše-uvedené typy aplikací musí konstrukce Lithium-iontové baterie komplexně zohledňovat více-dimenzionální ukazatele, jako je hustota energie, hustota výkonu, tepelné řízení, mechanická ochrana a elektrická bezpečnost. Jedná se o vysoce integrovaný produkt elektrochemie, strojírenství a technologie výkonové elektroniky.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ve srovnání s tradičními olověnými-bateriemi a nikl-metalhydridovými bateriemi vykazují lithium-iontové baterie významné výhody v několika výkonových dimenzích. Pokud jde o hustotu energie, lithium-iontové baterie mohou dosáhnout 460-600 Wh/kg, což je asi 6-7krát více než u olověných-baterií, což znamená, že při stejné hmotnosti lze uložit více elektrické energie. Pokud jde o životnost, baterie používající lithium-železofosfátové katody mohou dosáhnout více než 6 000 cyklů za podmínek nabíjení a vybíjení 1C a 100% hloubky vybití a jejich životnost může dosáhnout více než 6 let. Pokud jde o jmenovité napětí, provozní napětí jednoho článku je 3,7 V nebo 3,2 V, což se přibližně rovná sériovému napětí tří nikl-metalhydridových nebo nikl{26}}kadmiových baterií, což usnadňuje vytvoření sady baterií s vyšším napětím. Pokud jde o vysokou energetickou výdrž, výkonná lithium-železofosfátová baterie může podporovat okamžitou rychlost vybíjení 15-}30C, aby vyhovovala potřebám zrychlení vozidla a stoupání. Rychlost samovybíjení je extrémně nízká a obvykle ji lze regulovat pod 1 % za měsíc, což je méně než 1/20 rychlosti nikl-metal hydridových baterií. Hmotnostně je hmotnost stejného objemu pouze 1/6 až 1/5 olověných výrobků. Pokud jde o adaptabilitu na vysoké a nízké teploty, lze jej použít v prostředích od -20 stupňů do 60 stupňů a po speciálním zpracování může dosáhnout -45 stupňů.

 

Z hlediska ekologické ochrany životního prostředí neobsahuje toxické a škodlivé těžké kovy jako je olovo, rtuť, kadmium a při výrobě se v podstatě nespotřebovávají žádné vodní zdroje. Lithium{1}}iontové baterie však mají také několik technických omezení. Za prvé, všechny lithium-iontové baterie musí být vybaveny ochrannými obvody, aby se zabránilo přebití,-nadměrnému vybití a nadměrnému{5}}proudu, což zvyšuje složitost a náklady systému. Za druhé, baterie systému lithium-kobaltoxidového nelze vybíjet vysokými proudy a mají špatnou bezpečnost. Za třetí, výrobní podmínky jsou extrémně náročné - klíčové procesy, jako je potahování elektrod, navíjení a vstřikování kapaliny, je třeba provádět v sušárně s rosným bodem pod -40 stupňů, což má za následek vysoké investice do zařízení a provozní náklady. Za čtvrté, existují omezení týkající se podmínek použití. Použití při příliš vysokých nebo příliš nízkých teplotách urychlí stárnutí a dokonce způsobí bezpečnostní rizika.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Pokud potřebujete přizpůsobit vysokou-spolehlivostFlash baterie lithiové bateriea podporu systémových řešení pro váš nový energetický projekt, náš inženýrský tým může poskytnout podrobné technické specifikace a aplikační podporu, které vám pomohou vybudovat nejkonkurenceschopnější architekturu ukládání energie.