Popularizacija profesionalnog znanja industrije litijumskih baterija

Litijum-jonske baterije su tip punjivog sekundarnog sistema baterija koji koristi metalni oksid legure litijuma kao materijal pozitivne elektrode, grafit kao materijal negativne elektrode i koristi ne-vodeni rastvor elektrolita. Njegov osnovni princip rada zasniva se na reverzibilnoj interkalaciji i deinterkalaciji litijum jona između pozitivnih i negativnih elektroda tokom punjenja i pražnjenja, umesto da se oslanja na redoks reakciju metalnog litijuma. Ovo daje litijum{4}}ionskim baterijama značajne prednosti u odnosu na tradicionalne litijum metalne baterije u smislu sigurnosti, životnog ciklusa i gustine energije. Iz perspektive oblika proizvoda, litijum{6}}jonska baterija je osnovna jedinica koja čini različite tipove baterija. Kada se više ćelija kombinuje i pakuje u seriju i paralelno, formira se litijumska baterija ili litijum{8}}jonska baterija.

 

Za scenarije primjene terminala, posebni proizvodi razvijeni za fotonaponska polja i područja skladištenja energije uključuju litijum{0}}ionske baterije za solarne proizvode, sisteme za pohranu solarne energije, litijumske baterije i litijum-jonske baterije za solarni energetski sistem. Osim toga, Lithium SuperPack baterije predstavljaju tip specijalnog baterijskog proizvoda sa visoko-pouzdanim pakovanjem i širokom-prilagodljivošću na temperaturu, dok Battery Pack Kit pruža modularna rješenja komponenti za sistem integratore. Iz perspektive inženjerske klasifikacije, litijumske baterije se mogu podeliti u tri tipa: cilindrično, kvadratno i meko pakovanje prema obliku pakovanja. Svaki oblik ima svoj vlastiti naglasak na efikasnost grupisanja, kapacitet odvođenja topline i mehaničku čvrstoću, te je pogodan za različite scenarije primjene.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Litijumske baterije obično imaju dva oblika: cilindrični i kvadratni, sa spiralno namotanim ili naslaganim grupama elektroda unutra. Pozitivna elektroda se sastoji od litijum-kobalt oksida, litij-manganata, litij-željezovog fosfata ili trokomponentnih materijala obloženih aluminijskom folijom, a aluminijska folija služi kao kolektor pozitivne struje; negativna elektroda je sastavljena od umjetnog grafita ili prirodnog grafita presvučena bakrenom folijom, a bakarna folija služi kao kolektor negativne struje. Kao izolacijski materijal između pozitivne i negativne elektrode koristi se sloj izuzetno tankog i visoko propusnog polietilenskog ili polipropilenskog mikroporoznog filma. Unutrašnjost baterije je napunjena organskim rastvorom elektrolita. Osim toga, sigurnosni ventil i PTC element (koji se koristi u nekim cilindričnim tipovima) su instalirani na vrhu jezgra baterije kako bi zaštitili bateriju od oštećenja na vrijeme kada je baterija u nenormalnom stanju ili je izlaz kratko-spojen. Nominalni napon jedne litijum-jonske baterije je 3,7 V (sistem litijum gvožđe fosfata je 3,2 V). Zbog ograničenog kapaciteta jedne baterije, u praktičnim primjenama, više ćelija se često povezuje u seriju kako bi se povećao napon i paralelno kako bi se povećao kapacitet kako bi se zadovoljila naponska platforma i zahtjevi za energetskim kapacitetom različitih uređaja.

 

Iz perspektive proizvodnog procesa, proizvodnja specijalizovanih proizvoda za skladištenje energije kao što je baterija za litijum{0}}jonski sistem za skladištenje energije zahteva desetine procesa kao što su oblaganje stubova, valjanje, rezanje, namotavanje/laminacija, ubrizgavanje tečnosti, formiranje i odvajanje zapremine. Među njima, proces proizvodnje stuba ima izuzetno visoke zahtjeve za ujednačenost debljine premaza (tolerancija kontrolirana unutar ±1,5 μm), poravnanje stuba (odstupanje ne veće od 0,5 mm) i kontrolu neravnina (visina neravnina ne prelazi 15 μm). Lasersko zavarivanje se koristi za zaptivanje ljuske i poklopca. Penetracija zavarivanja mora biti precizno kontrolisana u rasponu od 0,3-0,8 mm, i ne smije biti prodornih pora ili prskanja. Proces formiranja je prvi elektrohemijski proces koji aktivira bateriju i treba da se sprovodi u okruženju sa strogo kontrolisanom temperaturom. Prva struja punjenja je obično postavljena na 0,05C do 0,1C kako bi se podstaklo stvaranje stabilnog filma sučelja čvrstog elektrolita.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Litijum-jonske baterije solarnog kućnog sistema su posebno dizajnirane za kućne fotonaponske sisteme za skladištenje energije. Njegovi osnovni zahtjevi uključuju širok raspon radnih temperatura (-20 stepeni do 60 stepeni), životni vijek ne manji od 6.000 puta i nivo zaštite od IP65 ili više za prilagođavanje vanjskim instalacijskim okruženjima. Litijumske solarne baterije se široko koriste u fotonaponskim elektranama van mreže, rezervnim izvorima napajanja za komunikacione bazne stanice i mikromrežnim sistemima u udaljenim područjima. Njihove specifikacije kapaciteta su obično između 2,5kWh i 20kWh, i mogu se fleksibilno proširiti paralelno prema potražnji opterećenja. U polju velikih elektrana za skladištenje energije, sistemi za skladištenje solarne energije litijumske baterije se koriste u kontejnerskom ili kabinetskom stilu. Kapacitet jednog sistema može dostići nivo MWh, učestvujući u regulaciji frekvencije električne mreže i vršnoj regulaciji i integraciji i potrošnji mreže obnovljivih izvora energije.

 

Litijum-jonska baterija za solarni energetski sistem naglašava komunikacionu kompatibilnost sa fotonaponskim inverterima, pretvaračima za skladištenje energije i sistemima za upravljanje energijom, i obično podržava više protokola kao što su CAN sabirnica, RS485 i Modbus. Litijumske SuperPack baterije su pogodne za teške uslove rada kao što su bazne stanice bez nadzora, polarna naučnoistraživačka oprema i specijalna vozila zbog svojih odličnih performansi pri niskom{2}}pražnjenju (više od 70% nazivnog kapaciteta može se isprazniti u okruženju od -30 stepeni) i veoma pouzdane zatvorene strukture. Battery Pack Kit obezbeđuje sistem integratore sa standardizovanim baterijskim modulima, BMS slave pločama, strukturnim delovima i komponentama ožičenja, značajno smanjujući složenost i ciklus integrisanog razvoja.

 

U oblasti energetskih baterija, litijum{0}}ionske baterije se široko koriste u električnim putničkim automobilima, električnim autobusima, logističkim vozilima i specijalnim inženjerskim vozilima. Područje skladištenja energije pokriva tri glavna tržišna segmenta: velike elektrane, industrijska i komercijalna skladištenja energije i skladištenje energije u domaćinstvu. Polje potrošačke elektronike uključuje pametne telefone, laptope, nosive uređaje i dronove. Kao konačni oblik proizvoda za gore-spomenute tipove aplikacija, dizajn litijum-jonske baterije treba sveobuhvatno uzeti u obzir više-indikatore kao što su gustina energije, gustina snage, upravljanje toplinom, mehanička zaštita i električna sigurnost. To je visoko integrisani proizvod elektrohemije, mašinstva i tehnologije energetske elektronike.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U poređenju sa tradicionalnim olovnim{0}}kiselinskim baterijama i nikl-metal hidridnim baterijama, litijum{2}}jonske baterije pokazuju značajne prednosti u više dimenzija performansi. U smislu gustine energije, litijum{4}}jonske baterije mogu dostići 460-600Wh/kg, što je oko 6-7 puta više od olovnih-kiselinskih baterija, što znači da se više električne energije može pohraniti pod istom težinom. Što se tiče životnog vijeka, baterije koje koriste litijum željezo-fosfatne katode mogu postići više od 6.000 ciklusa pod 1C punjenjem i pražnjenjem i 100% dubinom pražnjenja, a njihov vijek trajanja može doseći više od 6 godina. U smislu 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{26}}kadmijum baterije, što olakšava formiranje višenaponskog paketa baterija. Što se tiče izdržljivosti velike snage, snažna litijum-gvožđe-fosfatna baterija može podržati trenutnu brzinu pražnjenja od 15-30C kako bi zadovoljila potrebe vozila za ubrzanje i penjanje. Stopa samopražnjenja je izuzetno niska i obično se može kontrolisati ispod 1% mjesečno, što je manje od 1/20 one kod nikl-metal hidridnih baterija. Što se tiče težine, težina istog volumena je samo 1/6 do 1/5 olovno-kiselinskih proizvoda. U pogledu prilagodljivosti visokim i niskim temperaturama, može se koristiti u okruženjima od -20 stepeni do 60 stepeni, a može dostići -45 stepeni nakon posebne obrade.

 

U pogledu zelene zaštite životne sredine, ne sadrži toksične i štetne teške metale kao što su olovo, živa i kadmij, a u procesu proizvodnje se u osnovi ne troše vodni resursi. Međutim, litijum{1}}ionske baterije također imaju nekoliko tehničkih ograničenja. Prvo, sve litijum{3}}jonske baterije moraju biti opremljene zaštitnim krugovima kako bi se spriječilo prekomjerno punjenje,-pražnjenje i prekomjerna-struja, što povećava složenost i cijenu sistema. Drugo, litijum-kobalt oksidne sistemske baterije ne mogu se prazniti pri velikim strujama i imaju slabu sigurnost. Treće, uslovi proizvodnje su izuzetno zahtjevni -. Ključni procesi kao što su premazivanje elektroda, namotavanje i ubrizgavanje tekućine moraju se odvijati u prostoriji za sušenje sa tačkom rose ispod -40 stepeni, što rezultira visokim ulaganjima u opremu i operativnim troškovima. Četvrto, postoje ograničenja u pogledu uslova upotrebe. Upotreba na previsokim ili preniskim temperaturama će ubrzati starenje, pa čak i uzrokovati sigurnosne rizike.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ako trebate prilagoditi visoku{0}}pouzdanostFlash Battery litijumske baterijei podržavajući sistemska rješenja za vaš novi energetski projekat, naš inženjerski tim može pružiti detaljne tehničke specifikacije i podršku za primjenu kako bi vam pomogao da izgradite najkonkurentniju arhitekturu za skladištenje energije.