Bateria LiFePO4

La bateria de fosfat de ferro de liti és una bateria d'ions de liti que utilitza fosfat de ferro de liti (LiFePO4) com a material d'elèctrode positiu i carboni com a material d'elèctrode negatiu.
Durant el procés de càrrega, alguns dels ions de liti del fosfat de ferro de liti s'extreuen, es transfereixen a l'elèctrode negatiu a través de l'electròlit i s'incorporen al material de carboni de l'elèctrode negatiu;al mateix temps, els electrons s'alliberen de l'elèctrode positiu i arriben a l'elèctrode negatiu des del circuit extern per mantenir l'equilibri de la reacció química.Durant el procés de descàrrega, els ions de liti s'extreuen de l'elèctrode negatiu i arriben a l'elèctrode positiu a través de l'electròlit.Al mateix temps, l'elèctrode negatiu allibera electrons i arriba a l'elèctrode positiu des del circuit extern per proporcionar energia al món exterior.
Les bateries LiFePO4 tenen els avantatges d'una alta tensió de treball, alta densitat d'energia, llarg cicle de vida, bon rendiment de seguretat, baixa taxa d'autodescàrrega i sense efecte de memòria.
Característiques estructurals de la bateria
El costat esquerre de la bateria de fosfat de ferro de liti és un elèctrode positiu compost per un material LiFePO4 d'estructura d'olivina, que està connectat a l'elèctrode positiu de la bateria mitjançant un paper d'alumini.A la dreta hi ha l'elèctrode negatiu de la bateria compost de carboni (grafit), que està connectat a l'elèctrode negatiu de la bateria mitjançant una làmina de coure.Al mig hi ha un separador de polímer, que separa l'elèctrode positiu de l'elèctrode negatiu, i els ions de liti poden passar pel separador però els electrons no.L'interior de la bateria està ple d'electròlit i la bateria està tancada hermèticament per una carcassa metàl·lica.

Característiques de la bateria de fosfat de ferro de liti
Major densitat energètica

Segons els informes, la densitat d'energia de la bateria de fosfat de ferro de liti de carcassa quadrada d'alumini produïda en massa el 2018 és d'uns 160 Wh/kg.El 2019, alguns fabricants excel·lents de bateries probablement poden assolir el nivell de 175-180Wh/kg.La tecnologia i la capacitat del xip es fan més grans, o es poden aconseguir 185 Wh/kg.
bon rendiment de seguretat
El rendiment electroquímic del material càtode de la bateria de fosfat de ferro de liti és relativament estable, cosa que determina que tingui una plataforma de càrrega i descàrrega estable.Per tant, l'estructura de la bateria no canviarà durant el procés de càrrega i descàrrega, i no es cremarà ni explotarà.Encara és molt segur en condicions especials com la càrrega, la compressió i l'acupuntura.

Cicle de vida llarg

El cicle de vida 1C de les bateries de fosfat de ferro de liti generalment arriba a 2.000 vegades, o fins i tot més de 3.500 vegades, mentre que el mercat d'emmagatzematge d'energia requereix més de 4.000-5.000 vegades, assegurant una vida útil de 8-10 anys, que és superior a 1.000 cicles. de bateries ternàries.El cicle de vida de les bateries de plom-àcid de llarga vida és aproximadament 300 vegades.
Aplicació industrial de la bateria de fosfat de ferro de liti

Aplicació de la indústria de vehicles de nova energia

El "Pla de desenvolupament de la indústria de vehicles d'estalvi d'energia i noves energies" del meu país proposa que "l'objectiu general del desenvolupament de vehicles d'energia nova del meu país és: per al 2020, la producció i vendes acumulades de vehicles d'energia nova arribarà als 5 milions d'unitats, i la del meu país. l'estalvi d'energia i l'escala de la indústria dels vehicles d'energia nova es situaran al món.primera fila".Les bateries de fosfat de ferro de liti s'utilitzen àmpliament en cotxes de passatgers, turismes, vehicles logístics, vehicles elèctrics de baixa velocitat, etc. a causa dels seus avantatges de bona seguretat i baix cost.Influenciades per la política, les bateries ternàries ocupen una posició dominant amb l'avantatge de la densitat d'energia, però les bateries de fosfat de ferro de liti encara ocupen avantatges insubstituïbles en cotxes de passatgers, vehicles logístics i altres camps.En l'àmbit dels turismes, les bateries de fosfat de ferro de liti van representar al voltant del 76%, 81%, 78% dels lots 5è, 6è i 7è del "Catàleg de models recomanats per a la promoció i aplicació de vehicles de nova energia" (d'ara endavant). denominat “Catàleg”) l'any 2018. %, mantenint encara el corrent principal.En el camp dels vehicles especials, les bateries de fosfat de ferro de liti van representar al voltant del 30%, 32% i 40% dels lots 5è, 6è i 7è del "Catàleg" el 2018, respectivament, i la proporció d'aplicacions ha augmentat gradualment. .
Yang Yusheng, un acadèmic de l'Acadèmia Xinesa d'Enginyeria, creu que l'ús de bateries de fosfat de ferro de liti al mercat de vehicles elèctrics d'abast estès no només pot millorar la seguretat dels vehicles, sinó que també pot donar suport a la comercialització de vehicles elèctrics d'abast estès. eliminant el quilometratge, la seguretat, el preu i el cost dels vehicles elèctrics purs.Ansietat per la càrrega, problemes posteriors de la bateria, etc. Durant el període 2007-2013, moltes empreses automobilístiques han posat en marxa projectes de vehicles elèctrics purs d'autonomia ampliada.

Inicieu l'aplicació al poder

A més de les característiques de les bateries de liti de potència, la bateria d'arrencada de fosfat de ferro de liti també té la capacitat de produir una gran potència de manera instantània.La bateria de plom-àcid tradicional es substitueix per una bateria de liti de potència amb una energia inferior a un quilowatt hora, i el motor d'arrencada i el generador tradicionals es substitueixen per un motor BSG., no només té la funció d'arrencada i parada al ralentí, sinó que també té les funcions d'apagada i aturada del motor, recuperació d'energia per inercia i frenada, reforç d'acceleració i creuer elèctric.

Aplicacions al mercat d'emmagatzematge d'energia

La bateria LiFePO4 té una sèrie d'avantatges únics, com ara un alt voltatge de treball, alta densitat d'energia, llarg cicle de vida, baixa taxa d'autodescàrrega, sense efecte de memòria, protecció del medi ambient verd, etc., i admet una expansió continua, adequada per a electricitat a gran escala. emmagatzematge d'energia, en energies renovables Les centrals elèctriques tenen bones perspectives d'aplicació en els camps de la connexió segura a la xarxa de generació d'energia, la regulació de pics de la xarxa elèctrica, les centrals elèctriques distribuïdes, les fonts d'alimentació UPS i els sistemes d'alimentació d'emergència.
Segons l'últim informe d'emmagatzematge d'energia publicat recentment per GTM Research, una organització internacional d'investigació de mercat, l'aplicació de projectes d'emmagatzematge d'energia a la xarxa a la Xina el 2018 va continuar augmentant el consum de bateries de fosfat de ferro de liti.
Amb l'augment del mercat d'emmagatzematge d'energia, en els darrers anys, algunes empreses de bateries d'energia han desplegat negocis d'emmagatzematge d'energia per obrir nous mercats d'aplicació per a bateries de fosfat de ferro de liti.D'una banda, a causa de les característiques de vida ultra llarga, ús segur, gran capacitat i protecció del medi ambient verd, el fosfat de ferro de liti es pot transferir al camp de l'emmagatzematge d'energia, cosa que ampliarà la cadena de valor i promourà l'establiment de un nou model de negoci.D'altra banda, el sistema d'emmagatzematge d'energia que suporta la bateria de fosfat de ferro de liti s'ha convertit en l'opció principal del mercat.Segons els informes, s'ha provat d'utilitzar bateries de fosfat de ferro de liti en autobusos elèctrics, camions elèctrics, regulació de freqüència del costat de l'usuari i de la xarxa.
1. La generació d'energia renovable com la generació d'energia eòlica i la generació d'energia fotovoltaica està connectada de manera segura a la xarxa.L'aleatorietat inherent, la intermitència i la volatilitat de la generació d'energia eòlica determinen que el seu desenvolupament a gran escala tindrà inevitablement un impacte significatiu en el funcionament segur del sistema elèctric.Amb el ràpid desenvolupament de la indústria de l'energia eòlica, especialment la majoria dels parcs eòlics del meu país són "desenvolupament centralitzat a gran escala i transmissió a llarga distància", la generació d'energia connectada a la xarxa de parcs eòlics a gran escala planteja greus reptes per a la explotació i control de grans xarxes elèctriques.
La generació d'energia fotovoltaica es veu afectada per la temperatura ambient, la intensitat de la llum solar i les condicions meteorològiques, i la generació d'energia fotovoltaica presenta les característiques de fluctuacions aleatòries.El meu país presenta una tendència de desenvolupament de "desenvolupament descentralitzat, accés in situ de baixa tensió" i "desenvolupament a gran escala, accés de mitjana i alta tensió", que planteja requisits més alts per a la regulació de pics de la xarxa elèctrica i el funcionament segur dels sistemes elèctrics.
Per tant, els productes d'emmagatzematge d'energia de gran capacitat s'han convertit en un factor clau per resoldre la contradicció entre la xarxa i la generació d'energia renovable.El sistema d'emmagatzematge d'energia de la bateria de fosfat de ferro de liti té les característiques de conversió ràpida de les condicions de treball, mode de funcionament flexible, alta eficiència, seguretat i protecció del medi ambient i una gran escalabilitat.Problema de control de tensió local, millora la fiabilitat de la generació d'energia d'energia renovable i millora la qualitat de l'energia, de manera que l'energia renovable es pot convertir en una font d'alimentació contínua i estable.
Amb l'expansió contínua de la capacitat i l'escala, i la maduresa contínua de la tecnologia integrada, el cost dels sistemes d'emmagatzematge d'energia es reduirà encara més.Després de proves de seguretat i fiabilitat a llarg termini, s'espera que els sistemes d'emmagatzematge d'energia de la bateria de fosfat de ferro de liti s'utilitzin en energies renovables, com ara l'energia eòlica i la generació d'energia fotovoltaica.S'ha utilitzat àmpliament en la connexió segura a la xarxa de generació d'energia i la millora de la qualitat de l'energia.
2 regulació de pics de la xarxa elèctrica.El principal mitjà de regulació dels pics de la xarxa elèctrica sempre ha estat les centrals d'emmagatzematge de bombeig.Com que la central elèctrica d'emmagatzematge de bombeig ha de construir dos embassaments, els dipòsits superior i inferior, que estan molt restringits per les condicions geogràfiques, no és fàcil construir a la zona plana, i l'àrea és gran i el cost de manteniment és elevat.L'ús del sistema d'emmagatzematge d'energia de la bateria de fosfat de ferro de liti per substituir la central elèctrica d'emmagatzematge de bombes, per fer front a la càrrega màxima de la xarxa elèctrica, no limitat per les condicions geogràfiques, selecció de llocs lliure, menys inversió, menys ocupació del sòl, baix cost de manteniment, jugarà un paper important en el procés de regulació dels pics de la xarxa elèctrica.
3 Centrals elèctriques distribuïdes.A causa dels defectes de la gran xarxa elèctrica, és difícil garantir els requisits de qualitat, eficiència, seguretat i fiabilitat de la font d'alimentació.Per a unitats i empreses importants, sovint es requereixen fonts d'alimentació duals o fins i tot múltiples fonts d'alimentació com a còpia de seguretat i protecció.El sistema d'emmagatzematge d'energia de la bateria de fosfat de ferro de liti pot reduir o evitar talls d'energia causats per fallades de la xarxa elèctrica i diversos esdeveniments inesperats, i garantir un subministrament elèctric segur i fiable a hospitals, bancs, centres de comandament i control, centres de processament de dades, indústries de materials químics i precisió. indústries manufactureres.Juga un paper important.
4 Font d'alimentació UPS.El desenvolupament continu i ràpid de l'economia de la Xina ha portat a la descentralització de les necessitats dels usuaris de la font d'alimentació UPS, fet que ha fet que més indústries i més empreses tinguin una demanda contínua de subministrament d'energia UPS.
En comparació amb les bateries de plom-àcid, les bateries de fosfat de ferro de liti tenen els avantatges d'una llarga vida útil, seguretat i estabilitat, protecció ambiental verda i baixa taxa d'autodescàrrega.serà àmpliament utilitzat.

Aplicacions en altres camps

Les bateries de fosfat de ferro de liti també s'utilitzen àmpliament en el camp militar a causa del seu bon cicle de vida, seguretat, rendiment a baixa temperatura i altres avantatges.El 10 d'octubre de 2018, una empresa de bateries de Shandong va fer una aparició forta a la primera exposició d'èxits tecnològics d'integració militar-civil de Qingdao i va exposar productes militars, com ara bateries militars de temperatura ultra baixa de -45 ℃.