Popularizacija stručnog znanja industrije litijevih baterija

Litij-ionske baterije vrsta su punjivog sekundarnog baterijskog sustava koji koristi metalni oksid od legure litija kao materijal pozitivne elektrode, grafit kao materijal negativne elektrode i koristi ne{1}}vodenu otopinu elektrolita. Njegov temeljni princip rada temelji se na reverzibilnoj interkalaciji i deinterkalaciji litijevih iona između pozitivne i negativne elektrode tijekom punjenja i pražnjenja, umjesto oslanjanja na redoks reakciju metalnog litija. To litij-ionskim baterijama daje značajne prednosti u odnosu na tradicionalne litij-metalne baterije u smislu sigurnosti, vijeka trajanja i gustoće energije. Iz perspektive oblika proizvoda, litij-ionska baterijska ćelija osnovna je jedinica koja čini različite vrste baterijskih paketa. Kada se više ćelija kombinira i pakira u seriju i paralelno, formira se litij-baterija.

 

Za scenarije primjene terminala, posebni proizvodi razvijeni za polja fotonapona i skladištenja energije uključuju litij-ionske baterije za solarne proizvode, paket litijskih baterija sustava za pohranu solarne energije i litij-ionsku bateriju za sustav solarne energije. Osim toga, litijske baterije SuperPack predstavljaju vrstu posebnog baterijskog proizvoda s visoko-pouzdanim pakiranjem i širokom-temperaturnom prilagodljivošću, dok Battery Pack Kit pruža rješenja modularnih komponenti za sistemske integratore. Iz perspektive inženjerske klasifikacije, litijeve baterije mogu se podijeliti u tri vrste: cilindrične, četvrtaste i meke pakete prema obliku pakiranja. Svaki oblik ima vlastiti naglasak na učinkovitost grupiranja, kapacitet rasipanja topline i mehaničku čvrstoću te je prikladan za različite scenarije primjene.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Litijeve baterije obično imaju dva oblika: cilindrični i kvadratni, sa spiralno namotanim ili naslaganim skupinama elektroda unutar. Pozitivna elektroda sastoji se od litij kobalt oksida, litij manganata, litij željezo fosfata ili ternarnih materijala presvučenih na aluminijsku foliju, a aluminijska folija služi kao pozitivni kolektor struje; negativna elektroda je sastavljena od umjetnog grafita ili prirodnog grafita presvučenog na bakrenu foliju, a bakrena folija služi kao negativni kolektor struje. Kao izolacijski materijal između pozitivne i negativne elektrode koristi se sloj iznimno tankog i visoko propusnog polietilenskog ili polipropilenskog mikroporoznog filma. Unutrašnjost baterije ispunjena je otopinom organskog elektrolita. Osim toga, sigurnosni ventil i PTC element (koji se koristi u nekim cilindričnim tipovima) instalirani su na vrhu jezgre baterije kako bi zaštitili bateriju od oštećenja na vrijeme kada je baterija u nenormalnom stanju ili je izlaz kratko-spojen. Nominalni napon jedne litij-ionske baterije je 3,7 V (litij-željezo-fosfatni sustav je 3,2 V). Zbog ograničenog kapaciteta jedne baterije, u praktičnim primjenama, višestruke ćelije se često spajaju u seriju za povećanje napona i paralelno za povećanje kapaciteta kako bi se ispunili zahtjevi platforme napona i energetskog kapaciteta različitih uređaja.

 

Iz perspektive proizvodnog procesa, proizvodnja specijaliziranih proizvoda za pohranu energije kao što je baterija za litij-ionski sustav za pohranu energije zahtijeva desetke procesa kao što su premazivanje polova, valjanje, rezanje, namotavanje/laminiranje, ubrizgavanje tekućine, formiranje i odvajanje volumena. Među njima, proces proizvodnje polarnih dijelova ima izuzetno visoke zahtjeve za ujednačenost debljine premaza (tolerancija kontrolirana unutar ±1,5 μm), poravnanje polarnih dijelova (odstupanje ne prelazi 0,5 mm) i kontrolu srha (visina srha ne prelazi 15 μm). Za brtvljenje ljuske i poklopca koristi se lasersko zavarivanje. Penetracija zavarivanja mora biti točno kontrolirana unutar raspona od 0,3-0,8 mm, i ne smije biti prodornih pora ili oštećenja prskanjem. Proces formiranja je prvi elektrokemijski proces koji aktivira bateriju i potrebno ga je provoditi u okruženju sa strogo kontroliranom temperaturom. Prva struja punjenja obično je postavljena na 0,05C do 0,1C kako bi se pospješilo stvaranje stabilnog sloja čvrstog elektrolita.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Litij-ionske baterije solarnog kućnog sustava posebno su dizajnirane za kućne fotonaponske sustave za pohranu energije. Njegovi osnovni zahtjevi uključuju široki raspon radne temperature (-20 stupnjeva do 60 stupnjeva), radni vijek ne manji od 6000 puta i razinu zaštite od IP65 ili više za prilagodbu vanjskim okruženjima instalacije. Litijske solarne baterije naširoko se koriste u fotonaponskim elektranama izvan mreže, rezervnim izvorima napajanja za komunikacijske bazne stanice i mikromrežnim sustavima u udaljenim područjima. Njihovi kapaciteti su obično između 2,5 kWh i 20 kWh, a mogu se paralelno fleksibilno proširivati ​​prema zahtjevima opterećenja. U području velikih elektrana za pohranu energije, Solar Energy Storage Systems Lithium Batteries Pack se postavlja u obliku spremnika ili ormara. Kapacitet jednog sustava može doseći razinu MWh, sudjelujući u regulaciji frekvencije i vršne frekvencije električne mreže te integraciji i potrošnji mreže obnovljivih izvora energije.

 

Litij-ionska baterija za solarni energetski sustav naglašava komunikacijsku kompatibilnost s fotonaponskim pretvaračima, pretvaračima za pohranu energije i sustavima upravljanja energijom te obično podržava višestruke protokole kao što su CAN sabirnica, RS485 i Modbus. Litijske SuperPack baterije prikladne su za teške radne uvjete kao što su bazne stanice bez nadzora, oprema za polarna znanstvena istraživanja i posebna vozila zbog izvrsnih performansi pražnjenja pri niskim-temperaturama (više od 70% nazivnog kapaciteta može se isprazniti u okruženju od -30 stupnjeva) i vrlo pouzdane zatvorene strukture. Battery Pack Kit pruža sistemskim integratorima standardizirane baterijske module, BMS podređene ploče, strukturne dijelove i komponente ožičenja, značajno smanjujući složenost i ciklus integriranog razvoja.

 

U području električnih baterija, litij-ionske baterije naširoko se koriste u električnim osobnim automobilima, električnim autobusima, logističkim vozilima i vozilima za specijalnu tehniku. Područje skladištenja energije pokriva tri glavna segmenta tržišta: velike elektrane, industrijsko i komercijalno skladištenje energije i skladištenje energije u kućanstvima. Područje potrošačke elektronike uključuje pametne telefone, prijenosna računala, nosive uređaje i dronove. Kao konačni oblik proizvoda za gore-spomenute vrste aplikacija, dizajn litij-ionske baterije treba sveobuhvatno uzeti u obzir više-dimenzionalne pokazatelje kao što su gustoća energije, gustoća snage, upravljanje toplinom, mehanička zaštita i električna sigurnost. To je visoko integriran proizvod elektrokemije, strojarstva i tehnologije energetske elektronike.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U usporedbi s tradicionalnim olovnim-kiselim baterijama i nikal-metal-hidridnim baterijama, litij-ionske baterije pokazuju značajne prednosti u više dimenzija performansi. Što se tiče gustoće energije, litij-ionske baterije mogu doseći 460-600Wh/kg, što je oko 6-7 puta više od olovnih-kiselih baterija, što znači da se pod istom težinom može pohraniti više električne energije. Što se tiče trajanja ciklusa, baterije koje koriste litij-željezo-fosfatne katode mogu postići više od 6000 ciklusa pod 1C uvjetima punjenja i pražnjenja i 100% dubine pražnjenja, a njihov radni vijek može doseći više od 6 godina. Što se tiče nazivnog napona, radni napon jedne ćelije je 3,7 V ili 3,2 V, što je približno jednako serijskom naponu tri nikl-metal-hidridne ili nikl-kadmijeve baterije, što olakšava izradu baterije višeg napona. Što se tiče izdržljivosti velike snage, moćna litij željezo fosfatna baterija može podržati trenutnu stopu pražnjenja od 15-30C kako bi zadovoljila potrebe za ubrzanjem vozila i penjanjem. Stopa samopražnjenja je izuzetno niska i obično se može kontrolirati ispod 1% mjesečno, što je manje od 1/20 nikal-metal-hidridnih baterija. Što se tiče težine, težina istog volumena je samo 1/6 do 1/5 olovno-kiselih proizvoda. Što se tiče prilagodljivosti visokim i niskim temperaturama, može se koristiti u okruženjima od -20 stupnjeva do 60 stupnjeva, a može doseći -45 stupnjeva nakon posebne obrade.

 

Što se tiče ekološke zaštite okoliša, ne sadrži toksične i štetne teške metale poput olova, žive i kadmija, a tijekom proizvodnog procesa uglavnom se ne troše izvori vode. Međutim, litij-ionske baterije također imaju nekoliko inženjerskih ograničenja. Prvo, sve litij-ionske baterije moraju biti opremljene zaštitnim krugovima za sprječavanje prekomjernog punjenja, prekomjernog{4}}pražnjenja i prekomjerne-struje, što povećava složenost i cijenu sustava. Drugo, baterije sustava litij kobalt oksida ne mogu se isprazniti pri visokim strujama i imaju lošu sigurnost. Treće, proizvodni uvjeti su iznimno zahtjevni - ključni procesi kao što su oblaganje elektroda, namotavanje i ubrizgavanje tekućine moraju se provoditi u sušionici s točkom rosišta ispod -40 stupnjeva, što rezultira visokim ulaganjima u opremu i operativnim troškovima. Četvrto, postoje ograničenja u uvjetima korištenja. Korištenje na previsokim ili preniskim temperaturama ubrzat će starenje i čak izazvati sigurnosne rizike.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ako trebate prilagoditi visoku-pouzdanostFlash Battery litijske baterijei prateća sustavna rješenja za vaš novi energetski projekt, naš inženjerski tim može pružiti detaljne tehničke specifikacije i podršku aplikacijama kako bi vam pomogli izgraditi najkonkurentniju arhitekturu za pohranu energije.