Εκλαΐκευση επαγγελματικής γνώσης της βιομηχανίας μπαταριών λιθίου

Οι μπαταρίες ιόντων λιθίου-είναι ένας τύπος επαναφορτιζόμενου δευτερεύοντος συστήματος μπαταριών που χρησιμοποιεί οξείδιο μετάλλου κράματος λιθίου ως υλικό θετικού ηλεκτροδίου, γραφίτη ως υλικό αρνητικού ηλεκτροδίου και χρησιμοποιεί μη-υδατικό διάλυμα ηλεκτρολύτη. Η βασική αρχή λειτουργίας του βασίζεται στην αναστρέψιμη παρεμβολή και αποσυμπίεση ιόντων λιθίου μεταξύ των θετικών και αρνητικών ηλεκτροδίων κατά τη φόρτιση και την εκφόρτιση, αντί να βασίζεται στην αντίδραση οξειδοαναγωγής του μεταλλικού λιθίου. Αυτό δίνει στις μπαταρίες ιόντων λιθίου- σημαντικά πλεονεκτήματα σε σχέση με τις παραδοσιακές μπαταρίες μετάλλου λιθίου όσον αφορά την ασφάλεια, τη διάρκεια ζωής του κύκλου και την ενεργειακή πυκνότητα. Από την άποψη της μορφής προϊόντος, το στοιχείο μπαταρίας ιόντων λιθίου-είναι η βασική μονάδα που συνιστά διάφορους τύπους συστοιχιών μπαταριών. Όταν πολλαπλές κυψέλες συνδυάζονται και συσκευάζονται σε σειρά και παράλληλα, σχηματίζεται μια μπαταρία λιθίου ή μια μπαταρία ιόντων λιθίου-.

 

Για σενάρια εφαρμογών τερματικού, ειδικά προϊόντα που αναπτύχθηκαν για τα πεδία φωτοβολταϊκών και αποθήκευσης ενέργειας περιλαμβάνουν μπαταρίες ιόντων λιθίου-για ηλιακά προϊόντα, συστήματα αποθήκευσης ηλιακής ενέργειας πακέτο μπαταριών λιθίου και μπαταρίες ιόντων λιθίου για σύστημα ηλιακής ενέργειας. Επιπλέον, οι μπαταρίες λιθίου SuperPack αντιπροσωπεύουν έναν τύπο ειδικού προϊόντος μπαταριών με υψηλή-αξιοπιστία συσκευασίας και ευρεία-προσαρμοστικότητα θερμοκρασίας, ενώ το Battery Pack Kit παρέχει αρθρωτές λύσεις εξαρτημάτων για ενοποιητές συστήματος. Από την άποψη της μηχανικής ταξινόμησης, οι μπαταρίες λιθίου μπορούν να χωριστούν σε τρεις τύπους: κυλινδρική, τετράγωνη και μαλακή συσκευασία ανάλογα με τη μορφή συσκευασίας. Κάθε φόρμα έχει τη δική της έμφαση στην απόδοση ομαδοποίησης, την ικανότητα απαγωγής θερμότητας και τη μηχανική αντοχή και είναι κατάλληλη για διαφορετικά σενάρια εφαρμογής.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Οι μπαταρίες λιθίου έχουν συνήθως δύο σχήματα: κυλινδρικές και τετράγωνες, με σπειροειδώς τυλιγμένες ή στοιβαγμένες ομάδες ηλεκτροδίων μέσα. Το θετικό ηλεκτρόδιο αποτελείται από οξείδιο του κοβαλτίου λιθίου, μαγγανικό λίθιο, φωσφορικό σίδηρο λιθίου ή τριμερή υλικά επικαλυμμένα σε φύλλο αλουμινίου και το φύλλο αλουμινίου χρησιμεύει ως συλλέκτης θετικού ρεύματος. το αρνητικό ηλεκτρόδιο αποτελείται από τεχνητό γραφίτη ή φυσικό γραφίτη επικαλυμμένο σε φύλλο χαλκού και το φύλλο χαλκού χρησιμεύει ως συλλέκτης αρνητικού ρεύματος. Ένα στρώμα εξαιρετικά λεπτού και εξαιρετικά διαπερατού μικροπορώδους φιλμ πολυαιθυλενίου ή πολυπροπυλενίου χρησιμοποιείται ως υλικό απομόνωσης μεταξύ του θετικού και του αρνητικού ηλεκτροδίου. Το εσωτερικό της μπαταρίας είναι γεμάτο με διάλυμα οργανικού ηλεκτρολύτη. Επιπλέον, μια βαλβίδα ασφαλείας και ένα στοιχείο PTC (που χρησιμοποιούνται σε ορισμένους κυλινδρικούς τύπους) είναι εγκατεστημένα στο επάνω μέρος του πυρήνα της μπαταρίας για την προστασία της μπαταρίας από ζημιά στο χρόνο όταν η μπαταρία είναι σε μη φυσιολογική κατάσταση ή η έξοδος είναι βραχυκυκλωμένο-. Η ονομαστική τάση μιας μπαταρίας ιόντων λιθίου- είναι 3,7 V (το σύστημα φωσφορικού σιδήρου λιθίου είναι 3,2 V). Λόγω της περιορισμένης χωρητικότητας μιας μπαταρίας, σε πρακτικές εφαρμογές, πολλές κυψέλες συνδέονται συχνά σε σειρά για να αυξήσουν την τάση και παράλληλα για να αυξήσουν τη χωρητικότητα για να ανταποκριθούν στην πλατφόρμα τάσης και στις απαιτήσεις ενεργειακής χωρητικότητας διαφορετικών συσκευών.

 

Από την άποψη της παραγωγικής διαδικασίας, η παραγωγή εξειδικευμένων προϊόντων αποθήκευσης ενέργειας όπως το Battery for Lithium-Ion Energy Storage System απαιτεί δεκάδες διαδικασίες όπως επίστρωση κομματιού πόλου, έλαση, σχισμή, περιέλιξη/ελασματοποίηση, έγχυση υγρού, σχηματισμός και διαχωρισμός όγκου. Μεταξύ αυτών, η διαδικασία κατασκευής κομματιού στύλου έχει εξαιρετικά υψηλές απαιτήσεις για ομοιομορφία πάχους επίστρωσης (ελεγχόμενη ανοχή εντός ±1,5 μm), ευθυγράμμιση κομματιού πόλου (απόκλιση όχι μεγαλύτερη από 0,5 mm) και έλεγχο γρέζιων (ύψος γρέζιου που δεν υπερβαίνει τα 15 μm). Η συγκόλληση με λέιζερ χρησιμοποιείται για τη σφράγιση του κελύφους και του καλύμματος. Η διείσδυση συγκόλλησης πρέπει να ελέγχεται με ακρίβεια εντός του εύρους 0,3-0,8 mm και δεν πρέπει να υπάρχουν πόροι διείσδυσης ή ελαττώματα πιτσιλίσματος. Η διαδικασία σχηματισμού είναι η πρώτη ηλεκτροχημική διαδικασία για την ενεργοποίηση της μπαταρίας και πρέπει να πραγματοποιηθεί σε περιβάλλον αυστηρά ελεγχόμενης θερμοκρασίας. Το πρώτο ρεύμα φόρτισης ρυθμίζεται συνήθως στους 0,05 C έως 0,1 C για να προωθήσει το σχηματισμό μιας σταθερής μεμβράνης διεπαφής στερεού ηλεκτρολύτη.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Οι μπαταρίες ιόντων λιθίου Solar Home System είναι ειδικά σχεδιασμένες για οικιακά φωτοβολταϊκά συστήματα αποθήκευσης ενέργειας. Οι βασικές απαιτήσεις του περιλαμβάνουν μεγάλο εύρος θερμοκρασίας λειτουργίας (-20 βαθμοί έως 60 μοίρες), διάρκεια ζωής όχι μικρότερη από 6.000 φορές και επίπεδο προστασίας IP65 ή υψηλότερο για προσαρμογή σε περιβάλλοντα εξωτερικού χώρου εγκατάστασης. Οι ηλιακές μπαταρίες λιθίου χρησιμοποιούνται ευρέως σε φωτοβολταϊκούς σταθμούς εκτός δικτύου, εφεδρικά τροφοδοτικά για σταθμούς βάσης επικοινωνίας και συστήματα μικροδικτύων σε απομακρυσμένες περιοχές. Οι προδιαγραφές χωρητικότητάς τους είναι συνήθως μεταξύ 2,5 kWh και 20 kWh και μπορούν να επεκταθούν ευέλικτα παράλληλα ανάλογα με τη ζήτηση φορτίου. Στον τομέα των σταθμών παραγωγής ενέργειας μεγάλης κλίμακας αποθήκευσης ενέργειας, το πακέτο μπαταριών λιθίου της Solar Energy Storage Systems αναπτύσσεται σε στυλ κοντέινερ ή ντουλάπι. Η χωρητικότητα ενός ενιαίου συστήματος μπορεί να φτάσει το επίπεδο MWh, συμμετέχοντας στη ρύθμιση συχνότητας και αιχμής του δικτύου ηλεκτρικής ενέργειας και στην ενοποίηση και κατανάλωση του δικτύου ανανεώσιμων πηγών ενέργειας.

 

Η μπαταρία ιόντων λιθίου για σύστημα ηλιακής ενέργειας δίνει έμφαση στη συμβατότητα επικοινωνίας με φωτοβολταϊκούς μετατροπείς, μετατροπείς αποθήκευσης ενέργειας και συστήματα διαχείρισης ενέργειας και συνήθως υποστηρίζει πολλαπλά πρωτόκολλα όπως CAN bus, RS485 και Modbus. Οι μπαταρίες λιθίου SuperPack είναι κατάλληλες για σκληρές συνθήκες εργασίας όπως σταθμούς βάσης χωρίς επίβλεψη, εξοπλισμό πολικής επιστημονικής έρευνας και ειδικά οχήματα λόγω της εξαιρετικής απόδοσης εκφόρτισης χαμηλής{2} θερμοκρασίας (πάνω από το 70% της ονομαστικής χωρητικότητας μπορεί να αποφορτιστεί σε περιβάλλον -30 μοίρες) και την εξαιρετικά αξιόπιστη σφραγισμένη δομή τους. Το Battery Pack Kit παρέχει στους ενοποιητές συστήματος τυποποιημένες μονάδες μπαταριών, βοηθητικές πλακέτες BMS, δομικά μέρη και εξαρτήματα πλεξούδας καλωδίωσης, μειώνοντας σημαντικά την πολυπλοκότητα και τον κύκλο της ολοκληρωμένης ανάπτυξης.

 

Στον τομέα των μπαταριών ισχύος, οι μπαταρίες ιόντων λιθίου-χρησιμοποιούνται ευρέως σε ηλεκτρικά επιβατικά αυτοκίνητα, ηλεκτρικά λεωφορεία, οχήματα εφοδιαστικής και ειδικά οχήματα μηχανικής. Ο τομέας αποθήκευσης ενέργειας καλύπτει τρία μεγάλα τμήματα της αγοράς: μεγάλους σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής, βιομηχανική και εμπορική αποθήκευση ενέργειας και οικιακή αποθήκευση ενέργειας. Ο τομέας ηλεκτρονικών ειδών ευρείας κατανάλωσης περιλαμβάνει smartphone, φορητούς υπολογιστές, φορητές συσκευές και drones. Ως η τελική φόρμα προϊόντος για τους παραπάνω τύπους εφαρμογών-που αναφέρθηκαν, ο σχεδιασμός του πακέτου μπαταριών ιόντων λιθίου- πρέπει να λαμβάνει πλήρως υπόψη πολυδιάστατους-δείκτες όπως η ενεργειακή πυκνότητα, η πυκνότητα ισχύος, η θερμική διαχείριση, η μηχανική προστασία και η ηλεκτρική ασφάλεια. Είναι ένα εξαιρετικά ολοκληρωμένο προϊόν ηλεκτροχημείας, μηχανολογίας και τεχνολογίας ηλεκτρονικών ισχύος.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Σε σύγκριση με τις παραδοσιακές μπαταρίες μολύβδου-οξέος και μπαταρίες νικελίου-υδριδίου μετάλλου, οι μπαταρίες ιόντων λιθίου- παρουσιάζουν σημαντικά πλεονεκτήματα σε πολλαπλές διαστάσεις απόδοσης. Όσον αφορά την ενεργειακή πυκνότητα, οι μπαταρίες ιόντων λιθίου-μπορούν να φτάσουν τις 460-600 Wh/kg, δηλαδή περίπου 6-7 φορές περισσότερο από τις μπαταρίες μολύβδου-οξέος, πράγμα που σημαίνει ότι μπορεί να αποθηκευτεί περισσότερη ηλεκτρική ενέργεια κάτω από το ίδιο βάρος. Όσον αφορά τη διάρκεια ζωής του κύκλου, οι μπαταρίες που χρησιμοποιούν καθόδους φωσφορικού σιδήρου λιθίου μπορούν να επιτύχουν περισσότερους από 6.000 κύκλους υπό συνθήκες φόρτισης και εκφόρτισης 1C και 100% βάθους εκφόρτισης και η διάρκεια ζωής τους μπορεί να φτάσει περισσότερα από 6 χρόνια. Όσον αφορά την ονομαστική τάση, η τάση λειτουργίας μιας κυψέλης είναι 3,7 V ή 3,2 V, η οποία είναι περίπου ίση με την τάση σειράς τριών μπαταριών νικελίου-υδριδίου μετάλλου ή νικελίου-καδμίου, καθιστώντας ευκολότερο το σχηματισμό μπαταριών υψηλότερης τάσης. Όσον αφορά την αντοχή σε υψηλή ισχύ, η ισχύς μπαταρία φωσφορικού σιδήρου λιθίου μπορεί να υποστηρίξει στιγμιαία ταχύτητα εκφόρτισης 15-30C για να καλύψει τις ανάγκες επιτάχυνσης και αναρρίχησης του οχήματος. Ο ρυθμός αυτοεκφόρτισης είναι εξαιρετικά χαμηλός και συνήθως μπορεί να ελεγχθεί κάτω από 1% ανά μήνα, που είναι λιγότερο από το 1/20 του ποσοστού των μπαταριών νικελίου-υδριδίου μετάλλου. Όσον αφορά το βάρος, το βάρος του ίδιου όγκου είναι μόνο το 1/6 έως το 1/5 των προϊόντων μολύβδου-οξέος. Όσον αφορά την προσαρμοστικότητα σε υψηλές και χαμηλές θερμοκρασίες, μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε περιβάλλοντα από -20 βαθμούς έως 60 βαθμούς και μπορεί να φτάσει τους -45 βαθμούς μετά από ειδική επεξεργασία.

 

Όσον αφορά την προστασία του πράσινου περιβάλλοντος, δεν περιέχει τοξικά και επιβλαβή βαρέα μέταλλα όπως μόλυβδο, υδράργυρο και κάδμιο και βασικά δεν καταναλώνονται υδατικοί πόροι κατά τη διαδικασία παραγωγής. Ωστόσο, οι μπαταρίες ιόντων λιθίου-έχουν επίσης αρκετούς μηχανικούς περιορισμούς. Πρώτον, όλες οι μπαταρίες ιόντων λιθίου-θα πρέπει να είναι εξοπλισμένες με κυκλώματα προστασίας για την αποφυγή υπερφόρτισης, υπερ-εκφόρτισης και υπερβολικού-ρεύματος, γεγονός που αυξάνει την πολυπλοκότητα και το κόστος του συστήματος. Δεύτερον, οι μπαταρίες του συστήματος οξειδίου του κοβαλτίου λιθίου δεν μπορούν να αποφορτιστούν σε υψηλά ρεύματα και έχουν κακή ασφάλεια. Τρίτον, οι συνθήκες παραγωγής είναι εξαιρετικά απαιτητικές - βασικές διεργασίες όπως η επίστρωση ηλεκτροδίων, η περιέλιξη και η έγχυση υγρού πρέπει να εκτελούνται σε στεγνωτήριο με σημείο δρόσου κάτω από -40 μοίρες, με αποτέλεσμα υψηλό κόστος επένδυσης εξοπλισμού και λειτουργίας. Τέταρτον, υπάρχουν περιορισμοί στις συνθήκες χρήσης. Η χρήση σε πολύ υψηλές ή πολύ χαμηλές θερμοκρασίες θα επιταχύνει τη γήρανση και ακόμη και θα προκαλέσει κινδύνους για την ασφάλεια.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Εάν πρέπει να προσαρμόσετε την υψηλή-αξιοπιστίαΜπαταρία φλας Μπαταρίες λιθίουκαι υποστηρίζοντας λύσεις συστήματος για το νέο ενεργειακό σας έργο, η ομάδα μηχανικών μας μπορεί να παρέχει λεπτομερείς τεχνικές προδιαγραφές και υποστήριξη εφαρμογών για να σας βοηθήσει να δημιουργήσετε την πιο ανταγωνιστική αρχιτεκτονική αποθήκευσης ενέργειας.