Baterie LiFePO4

Bateria cu litiu fier fosfat este o baterie litiu-ion care utilizează fosfat de litiu fier (LiFePO4) ca material pentru electrod pozitiv și carbon ca material pentru electrod negativ.
În timpul procesului de încărcare, unii dintre ionii de litiu din fosfatul de litiu fier sunt extrași, transferați la electrodul negativ prin electrolit și încorporați în materialul de carbon al electrodului negativ;în același timp, electronii sunt eliberați de la electrodul pozitiv și ajung la electrodul negativ din circuitul extern pentru a menține echilibrul reacției chimice.În timpul procesului de descărcare, ionii de litiu sunt extrași din electrodul negativ și ajung la electrodul pozitiv prin electrolit.În același timp, electrodul negativ eliberează electroni și ajunge la electrodul pozitiv din circuitul extern pentru a furniza energie pentru lumea exterioară.
Bateriile LiFePO4 au avantajele unei tensiuni de lucru ridicate, densitate mare de energie, durată lungă de viață, performanțe bune de siguranță, rata scăzută de auto-descărcare și fără efect de memorie.
Caracteristici structurale ale bateriei
Partea stângă a bateriei cu fosfat de litiu fier este un electrod pozitiv compus dintr-un material LiFePO4 cu structură olivină, care este conectat la electrodul pozitiv al bateriei printr-o folie de aluminiu.În dreapta este electrodul negativ al bateriei compus din carbon (grafit), care este conectat la electrodul negativ al bateriei printr-o folie de cupru.În mijloc este un separator de polimer, care separă electrodul pozitiv de electrodul negativ, iar ionii de litiu pot trece prin separator, dar electronii nu pot.Interiorul bateriei este umplut cu electrolit, iar bateria este sigilată ermetic de o carcasă metalică.

Caracteristicile bateriei cu litiu fosfat de fier
Densitate de energie mai mare

Potrivit rapoartelor, densitatea de energie a bateriei cu carcasă pătrată de aluminiu cu fosfat de litiu și fier produsă în masă în 2018 este de aproximativ 160Wh/kg.În 2019, unii producători excelenți de baterii pot atinge probabil nivelul de 175-180Wh/kg.Tehnologia chipului și capacitatea sunt mărite sau se poate atinge 185Wh/kg.
performanță bună de siguranță
Performanța electrochimică a materialului catodic al bateriei cu litiu și fier fosfat este relativ stabilă, ceea ce determină că are o platformă stabilă de încărcare și descărcare.Prin urmare, structura bateriei nu se va schimba în timpul procesului de încărcare și descărcare și nu se va arde și nu va exploda.Este încă foarte sigur în condiții speciale, cum ar fi încărcare, stoarcere și acupunctură.

Ciclu de viață lung

Ciclul de viață 1C al bateriilor cu fosfat de fier litiu ajunge în general de 2.000 de ori, sau chiar de peste 3.500 de ori, în timp ce piața de stocare a energiei necesită mai mult de 4.000-5.000 de ori, asigurând o durată de viață de 8-10 ani, care este mai mare de 1.000 de cicluri a bateriilor ternare.Ciclul de viață al bateriilor cu plumb-acid cu durată lungă de viață este de aproximativ 300 de ori.
Aplicație industrială a bateriei cu litiu fosfat de fier

Aplicarea industriei vehiculelor cu energie nouă

„Planul de dezvoltare a industriei vehiculelor cu energie noi și economisirii energiei” al țării mele propune că „obiectivul general al dezvoltării vehiculelor cu energie noi a țării mele este: până în 2020, producția și vânzările cumulate de vehicule cu energie noi vor ajunge la 5 milioane de unități, iar țara mea economisirea energiei și scara industriei vehiculelor cu energie nouă se va clasa în lume.primul rand".Bateriile cu fosfat de fier litiu sunt utilizate pe scară largă în mașini de pasageri, autoturisme, vehicule logistice, vehicule electrice cu viteză redusă etc., datorită avantajelor lor de bună siguranță și cost redus.Influențate de politică, bateriile ternare ocupă o poziție dominantă cu avantajul densității energetice, dar bateriile cu litiu fosfat de fier încă ocupă avantaje de neînlocuit în mașinile de pasageri, vehiculele logistice și în alte domenii.În domeniul autoturismelor, bateriile litiu fier fosfat au reprezentat aproximativ 76%, 81%, 78% din loturile 5, 6 și 7 din „Catalogul de modele recomandate pentru promovarea și aplicarea vehiculelor cu energie noi” (denumit în continuare denumit „Catalog”) în 2018. %, menținând în continuare curentul mainstream.În domeniul vehiculelor speciale, bateriile cu fosfat de litiu și fier au reprezentat aproximativ 30%, 32% și 40% din loturile 5, 6 și, respectiv, 7 din „Catalog” în 2018, iar proporția de aplicații a crescut treptat. .
Yang Yusheng, un academician al Academiei Chineze de Inginerie, consideră că utilizarea bateriilor cu fosfat de fier litiu pe piața vehiculelor electrice cu rază extinsă poate nu numai să îmbunătățească siguranța vehiculelor, ci și să sprijine comercializarea vehiculelor electrice cu rază extinsă, eliminând kilometrajul, siguranța, prețul și costul vehiculelor pur electrice.Anxietate legată de încărcare, probleme ulterioare ale bateriei etc. În perioada 2007-2013, multe companii auto au lansat proiecte de vehicule pur electrice cu autonomie extinsă.

Porniți aplicația la putere

Pe lângă caracteristicile bateriilor cu litiu de putere, bateria de pornire cu litiu fosfat de fier are și capacitatea de a scoate instantaneu o putere mare.Bateria tradițională plumb-acid este înlocuită cu o baterie cu litiu de putere cu o energie mai mică de un kilowatt oră, iar motorul tradițional de pornire și generatorul sunt înlocuite cu un motor BSG., nu numai că are funcția de pornire-oprire la ralanti, dar are și funcțiile de oprire și deplasare a motorului, de recuperare a energiei de frânare și de rulare, accelerare și croazieră electrică.

Aplicații pe piața de stocare a energiei

Bateria LiFePO4 are o serie de avantaje unice, cum ar fi tensiune mare de lucru, densitate mare de energie, ciclu lung de viață, rată scăzută de auto-descărcare, fără efect de memorie, protecție ecologică a mediului etc. stocarea energiei, în centralele de energie regenerabilă au perspective bune de aplicare în domeniile conexiunii sigure la rețea pentru producerea de energie, reglarea vârfurilor la rețeaua electrică, stațiile electrice distribuite, sursele UPS și sistemele de alimentare de urgență.
Potrivit celui mai recent raport de stocare a energiei, lansat recent de GTM Research, o organizație internațională de cercetare a pieței, aplicarea proiectelor de stocare a energiei pe rețea în China în 2018 a continuat să crească consumul de baterii cu fosfat de fier litiu.
Odată cu creșterea pieței de stocare a energiei, în ultimii ani, unele companii de baterii de energie au desfășurat afaceri de stocare a energiei pentru a deschide noi piețe de aplicații pentru bateriile cu litiu fier fosfat.Pe de o parte, datorită caracteristicilor de viață ultra-lungă, utilizare în siguranță, capacitate mare și protecție ecologică a mediului, fosfatul de fier litiu poate fi transferat în domeniul stocării de energie, ceea ce va extinde lanțul valoric și va promova înființarea un nou model de afaceri.Pe de altă parte, sistemul de stocare a energiei care susține bateria litiu cu fosfat de fier a devenit alegerea principală pe piață.Potrivit rapoartelor, bateriile cu fosfat de litiu și fier au fost încercate să fie folosite în autobuze electrice, camioane electrice, în reglarea frecvenței pe partea utilizatorului și pe partea rețelei.
1. Generarea de energie din surse regenerabile, cum ar fi generarea de energie eoliană și generarea de energie fotovoltaică, este conectată în siguranță la rețea.Aleatoriile inerente, intermitența și volatilitatea producției de energie eoliană determină că dezvoltarea sa pe scară largă va avea inevitabil un impact semnificativ asupra funcționării în siguranță a sistemului de energie.Odată cu dezvoltarea rapidă a industriei energiei eoliene, în special majoritatea parcurilor eoliene din țara mea sunt „dezvoltare centralizată la scară largă și transport pe distanțe lungi”, generarea de energie electrică conectată la rețea a parcurilor eoliene la scară largă reprezintă provocări grave pentru operarea și controlul rețelelor electrice mari.
Generarea de energie fotovoltaică este afectată de temperatura mediului, intensitatea luminii solare și condițiile meteorologice, iar generarea de energie fotovoltaică prezintă caracteristicile fluctuațiilor aleatorii.Țara mea prezintă o tendință de dezvoltare de „dezvoltare descentralizată, acces de joasă tensiune la fața locului” și „dezvoltare pe scară largă, acces de medie și înaltă tensiune”, care propune cerințe mai mari pentru reglarea vârfurilor rețelei de energie și funcționarea în siguranță a sistemelor de energie.
Prin urmare, produsele de stocare a energiei de mare capacitate au devenit un factor cheie în rezolvarea contradicției dintre rețea și generarea de energie regenerabilă.Sistemul de stocare a energiei bateriei cu litiu fier fosfat are caracteristicile conversiei rapide a condițiilor de lucru, mod de funcționare flexibil, eficiență ridicată, siguranță și protecție a mediului și scalabilitate puternică.Problema locală de control al tensiunii, îmbunătățește fiabilitatea generării de energie din surse regenerabile și îmbunătățește calitatea energiei, astfel încât energia regenerabilă să poată deveni o sursă de energie continuă și stabilă.
Odată cu extinderea continuă a capacității și a dimensiunii și maturitatea continuă a tehnologiei integrate, costul sistemelor de stocare a energiei va fi și mai redus.După teste de siguranță și fiabilitate pe termen lung, se așteaptă ca sistemele de stocare a energiei bateriilor cu fosfat de fier și litiu să fie utilizate în energie regenerabilă, cum ar fi energia eoliană și generarea de energie fotovoltaică.A fost utilizat pe scară largă în conexiunea sigură la rețea pentru generarea de energie și îmbunătățirea calității energiei.
2 reglarea vârfului rețelei de alimentare.Principalul mijloc de reglare a vârfurilor rețelei de energie electrică a fost întotdeauna centralele de stocare prin pompare.Deoarece centrala electrică cu acumulare prin pompare trebuie să construiască două rezervoare, rezervoarele superior și inferior, care sunt foarte limitate de condițiile geografice, nu este ușor de construit în zona de câmpie, iar zona este mare și costul de întreținere este mare.Utilizarea sistemului de stocare a energiei bateriei cu fosfat de fier litiu pentru a înlocui centrala de stocare cu pompare, pentru a face față sarcinii de vârf a rețelei electrice, nelimitată de condițiile geografice, selectarea gratuită a site-ului, investiții mai puține, ocupare mai puțină a terenului, costuri de întreținere reduse, va juca un rol important în procesul de reglare a vârfurilor rețelei electrice.
3 centrale electrice distribuite.Din cauza defectelor rețelei mari de energie în sine, este dificil să se garanteze cerințele de calitate, eficiență, siguranță și fiabilitate ale alimentării cu energie.Pentru unitățile și întreprinderile importante, surse de alimentare duble sau chiar surse de alimentare multiple sunt adesea necesare ca rezervă și protecție.Sistemul de stocare a energiei bateriei cu litiu fier și fosfat poate reduce sau evita întreruperile de curent cauzate de defecțiunile rețelei electrice și diverse evenimente neașteptate și poate asigura o alimentare sigură și fiabilă în spitale, bănci, centre de comandă și control, centre de procesare a datelor, industrii de materiale chimice și precizie. industriile prelucrătoare.Joaca un rol important.
4 sursă de alimentare UPS.Dezvoltarea continuă și rapidă a economiei Chinei a dus la descentralizarea nevoilor utilizatorilor de surse de alimentare UPS, ceea ce a făcut ca mai multe industrii și mai multe întreprinderi să aibă o cerere continuă pentru alimentarea UPS.
În comparație cu bateriile plumb-acid, bateriile cu litiu fier fosfat au avantajele unui ciclu lung de viață, siguranță și stabilitate, protecție ecologică a mediului și o rată scăzută de auto-descărcare.va fi utilizat pe scară largă.

Aplicații în alte domenii

Bateriile cu litiu fier fosfat sunt, de asemenea, utilizate pe scară largă în domeniul militar datorită duratei de viață bune, siguranței, performanței la temperaturi scăzute și altor avantaje.La 10 octombrie 2018, o companie de baterii din Shandong a făcut o apariție puternică la prima Expoziție de realizare a inovațiilor în tehnologie de integrare militară-civilă din Qingdao și a expus produse militare, inclusiv baterii militare cu temperatură ultra joasă de -45℃.