Baterya ng LiFePO4

Ang lithium iron phosphate na baterya ay isang lithium-ion na baterya na gumagamit ng lithium iron phosphate (LiFePO4) bilang positibong electrode material at carbon bilang negatibong electrode material.
Sa panahon ng proseso ng pagsingil, ang ilan sa mga lithium ions sa lithium iron phosphate ay kinukuha, inilipat sa negatibong elektrod sa pamamagitan ng electrolyte, at naka-embed sa negatibong electrode carbon material; sa parehong oras, ang mga electron ay inilabas mula sa positibong elektrod at umabot sa negatibong elektrod mula sa panlabas na circuit upang mapanatili ang balanse ng kemikal na reaksyon. Sa panahon ng proseso ng paglabas, ang mga lithium ions ay kinukuha mula sa negatibong elektrod at maabot ang positibong elektrod sa pamamagitan ng electrolyte. Kasabay nito, ang negatibong elektrod ay naglalabas ng mga electron at umabot sa positibong elektrod mula sa panlabas na circuit upang magbigay ng enerhiya para sa labas ng mundo.
Ang mga baterya ng LiFePO4 ay may mga pakinabang ng mataas na gumaganang boltahe, mataas na density ng enerhiya, mahabang cycle ng buhay, mahusay na pagganap ng kaligtasan, mababang rate ng paglabas sa sarili at walang epekto sa memorya.
Baterya Structural Features
Ang kaliwang bahagi ng baterya ng lithium iron phosphate ay isang positibong electrode na binubuo ng isang olivine structure na LiFePO4 na materyal, na konektado sa positibong electrode ng baterya sa pamamagitan ng isang aluminum foil. Sa kanan ay ang negatibong elektrod ng baterya na binubuo ng carbon (graphite), na konektado sa negatibong elektrod ng baterya sa pamamagitan ng isang copper foil. Sa gitna ay isang polymer separator, na naghihiwalay sa positibong elektrod mula sa negatibong elektrod, at ang mga lithium ions ay maaaring dumaan sa separator ngunit ang mga electron ay hindi. Ang loob ng baterya ay puno ng electrolyte, at ang baterya ay hermetically sealed sa pamamagitan ng isang metal casing.

Mga tampok ng baterya ng lithium iron phosphate
Mas mataas na density ng enerhiya

Ayon sa mga ulat, ang density ng enerhiya ng square aluminum shell lithium iron phosphate na baterya na mass-produce noong 2018 ay humigit-kumulang 160Wh/kg. Sa 2019, maaaring makamit ng ilang mahuhusay na tagagawa ng baterya ang antas na 175-180Wh/kg. Ang teknolohiya at kapasidad ng chip ay ginawang mas malaki, o maaaring makamit ang 185Wh/kg.
mahusay na pagganap ng kaligtasan
Ang electrochemical performance ng cathode material ng lithium iron phosphate na baterya ay medyo stable, na tumutukoy na mayroon itong stable na charging at discharging platform. Samakatuwid, ang istraktura ng baterya ay hindi magbabago sa panahon ng proseso ng pag-charge at pagdiskarga, at hindi ito masusunog at sumabog. Ligtas pa rin ito sa ilalim ng mga espesyal na kondisyon tulad ng pagsingil, pagpisil, at acupuncture.

Mahabang ikot ng buhay

Ang 1C cycle ng buhay ng mga baterya ng lithium iron phosphate sa pangkalahatan ay umabot sa 2,000 beses, o kahit na higit sa 3,500 beses, habang ang merkado ng pag-iimbak ng enerhiya ay nangangailangan ng higit sa 4,000-5,000 beses, na tinitiyak ang buhay ng serbisyo ng 8-10 taon, na mas mataas kaysa sa 1,000 na mga cycle ng mga ternary na baterya. Ang cycle ng buhay ng long-life lead-acid na baterya ay humigit-kumulang 300 beses.
Industrial application ng lithium iron phosphate na baterya

Application ng bagong industriya ng sasakyan ng enerhiya

ang “Energy-saving and New Energy Vehicle Industry Development Plan” ng aking bansa ay nagmumungkahi na “ang pangkalahatang layunin ng pagpapaunlad ng bagong sasakyan sa enerhiya ng aking bansa ay: pagsapit ng 2020, ang pinagsama-samang produksyon at benta ng mga bagong sasakyang pang-enerhiya ay aabot sa 5 milyong mga yunit, at ang aking bansa enerhiya-saving at bagong enerhiya sasakyan industriya scale ay ranggo sa mundo. unang hilera". Ang mga baterya ng lithium iron phosphate ay malawakang ginagamit sa mga pampasaherong sasakyan, mga pampasaherong sasakyan, mga sasakyang logistik, mga de-kuryenteng sasakyan na may mababang bilis, atbp. dahil sa kanilang mga bentahe ng mahusay na kaligtasan at mababang gastos. Naimpluwensyahan ng patakaran, ang mga ternary na baterya ay sumasakop sa isang nangingibabaw na posisyon na may bentahe ng density ng enerhiya, ngunit ang mga baterya ng lithium iron phosphate ay sumasakop pa rin ng hindi maaaring palitan na mga pakinabang sa mga pampasaherong sasakyan, logistik na sasakyan at iba pang larangan. Sa larangan ng mga pampasaherong sasakyan, ang mga baterya ng lithium iron phosphate ay umabot ng humigit-kumulang 76%, 81%, 78% ng ika-5, ika-6, at ika-7 batch ng “Catalogue of Recommended Models for the Promotion and Application of New Energy Vehicles” (simula dito tinutukoy bilang “Catalogue”) noong 2018. %, pinapanatili pa rin ang mainstream. Sa larangan ng mga espesyal na sasakyan, ang mga baterya ng lithium iron phosphate ay umabot ng halos 30%, 32%, at 40% ng ika-5, ika-6, at ika-7 na batch ng "Catalogue" noong 2018, ayon sa pagkakabanggit, at ang proporsyon ng mga aplikasyon ay unti-unting tumaas. .
Naniniwala si Yang Yusheng, isang akademiko ng Chinese Academy of Engineering, na ang paggamit ng mga baterya ng lithium iron phosphate sa extended-range na electric vehicle market ay hindi lamang makakapagpabuti sa kaligtasan ng mga sasakyan, ngunit masusuportahan din ang marketization ng extended-range electric vehicles, pag-aalis ng mileage, kaligtasan, presyo, at halaga ng mga purong de-kuryenteng sasakyan. Pagkabalisa tungkol sa pag-charge, kasunod na mga isyu sa baterya, atbp. Sa panahon mula 2007 hanggang 2013, maraming kumpanya ng kotse ang naglunsad ng mga proyekto ng pinahabang hanay na mga purong de-kuryenteng sasakyan.

Simulan ang application sa kapangyarihan

Bilang karagdagan sa mga katangian ng mga power lithium na baterya, ang starter lithium iron phosphate na baterya ay mayroon ding kakayahang mag-output ng mataas na kapangyarihan kaagad. Ang tradisyonal na lead-acid na baterya ay pinapalitan ng isang power lithium na baterya na may enerhiyang mas mababa sa isang kilowatt hour, at ang tradisyonal na starter motor at generator ay pinapalitan ng isang BSG motor. , hindi lamang may function ng idling start-stop, ngunit mayroon ding mga function ng engine shutdown at coasting, coasting at braking energy recovery, acceleration booster at electric cruise.

Mga aplikasyon sa merkado ng imbakan ng enerhiya

Ang baterya ng LiFePO4 ay may isang serye ng mga natatanging pakinabang tulad ng mataas na gumaganang boltahe, mataas na density ng enerhiya, mahabang cycle ng buhay, mababang rate ng paglabas sa sarili, walang epekto sa memorya, berdeng proteksyon sa kapaligiran, atbp., at sumusuporta sa stepless expansion, na angkop para sa malakihang electric imbakan ng enerhiya, sa nababagong Enerhiya na mga istasyon ng kuryente ay may magandang mga prospect ng aplikasyon sa mga larangan ng ligtas na koneksyon sa grid ng pagbuo ng kuryente, regulasyon ng peak ng grid ng kuryente, mga distributed na istasyon ng kuryente, mga suplay ng kuryente ng UPS, at mga sistema ng pang-emergency na supply ng kuryente.
Ayon sa pinakabagong ulat sa pag-iimbak ng enerhiya na inilabas kamakailan ng GTM Research, isang internasyonal na organisasyon ng pananaliksik sa merkado, ang aplikasyon ng mga proyekto sa pag-iimbak ng enerhiya sa gilid ng grid sa China noong 2018 ay nagpatuloy sa pagtaas ng pagkonsumo ng mga baterya ng lithium iron phosphate.
Sa pagtaas ng merkado ng pag-iimbak ng enerhiya, sa mga nakaraang taon, ang ilang kumpanya ng baterya ng kuryente ay nagtalaga ng negosyo sa pag-iimbak ng enerhiya upang magbukas ng mga bagong merkado ng aplikasyon para sa mga baterya ng lithium iron phosphate. Sa isang banda, dahil sa mga katangian ng ultra-mahabang buhay, ligtas na paggamit, malaking kapasidad, at berdeng proteksyon sa kapaligiran, ang lithium iron phosphate ay maaaring ilipat sa larangan ng pag-iimbak ng enerhiya, na magpapalawak ng value chain at magsusulong ng pagtatatag ng isang bagong modelo ng negosyo. Sa kabilang banda, ang sistema ng imbakan ng enerhiya na sumusuporta sa baterya ng lithium iron phosphate ay naging pangunahing pagpipilian sa merkado. Ayon sa mga ulat, ang mga baterya ng lithium iron phosphate ay sinubukang gamitin sa mga electric bus, electric truck, user-side at grid-side frequency regulation.
1. Ligtas na konektado sa grid ang renewable energy power generation gaya ng wind power generation at photovoltaic power generation. Ang likas na randomness, intermittency at volatility ng wind power generation ay tumutukoy na ang malakihang pag-unlad nito ay tiyak na magkakaroon ng malaking epekto sa ligtas na operasyon ng power system. Sa mabilis na pag-unlad ng industriya ng wind power, lalo na ang karamihan sa mga wind farm sa aking bansa ay "malakihang sentralisadong pag-unlad at long-distance transmission", ang grid-connected power generation ng large-scale wind farm ay nagdudulot ng matinding hamon sa operasyon at kontrol ng malalaking grids ng kuryente.
Ang photovoltaic power generation ay apektado ng ambient temperature, solar light intensity at weather conditions, at ang photovoltaic power generation ay nagpapakita ng mga katangian ng random fluctuations. ang aking bansa ay nagpapakita ng isang trend ng pag-unlad ng "desentralisadong pag-unlad, mababang boltahe sa pag-access sa site" at "malakihang pag-unlad, katamtaman at mataas na boltahe na pag-access", na naglalagay ng mas mataas na mga kinakailangan para sa regulasyon ng peak ng power grid at ligtas na operasyon ng mga sistema ng kuryente.
Samakatuwid, ang malalaking kapasidad na mga produkto ng pag-iimbak ng enerhiya ay naging pangunahing salik sa paglutas ng kontradiksyon sa pagitan ng grid at pagbuo ng nababagong enerhiya. Ang sistema ng pag-iimbak ng enerhiya ng baterya ng lithium iron phosphate ay may mga katangian ng mabilis na conversion ng mga kondisyon sa pagtatrabaho, flexible operation mode, mataas na kahusayan, kaligtasan at proteksyon sa kapaligiran, at malakas na scalability. Lokal na problema sa pagkontrol ng boltahe, pagbutihin ang pagiging maaasahan ng renewable energy power generation at pagbutihin ang kalidad ng kuryente, upang ang renewable energy ay maging tuluy-tuloy at matatag na power supply.
Sa patuloy na pagpapalawak ng kapasidad at sukat, at ang patuloy na kapanahunan ng pinagsama-samang teknolohiya, ang halaga ng mga sistema ng pag-iimbak ng enerhiya ay higit na mababawasan. Pagkatapos ng mga pangmatagalang pagsubok sa kaligtasan at pagiging maaasahan, ang mga sistema ng pag-iimbak ng enerhiya ng baterya ng lithium iron phosphate ay inaasahang gagamitin sa nababagong enerhiya tulad ng wind power at photovoltaic power generation. Ito ay malawakang ginagamit sa ligtas na koneksyon sa grid ng pagbuo ng enerhiya at pagpapabuti ng kalidad ng kuryente.
2 kapangyarihan grid peak regulasyon. Ang pangunahing paraan ng power grid peak regulation ay palaging pumped storage power stations. Dahil ang pumped-storage power station ay kailangang magtayo ng dalawang reservoir, ang upper at lower reservoirs, na lubhang pinaghihigpitan ng geographical na mga kondisyon, hindi madaling magtayo sa plain area, at ang lugar ay malaki at ang gastos sa pagpapanatili ay mataas. Ang paggamit ng lithium iron phosphate battery energy storage system upang palitan ang pumped storage power station, upang makayanan ang peak load ng power grid, hindi limitado sa mga heograpikal na kondisyon, libreng pagpili ng site, mas kaunting pamumuhunan, mas kaunting trabaho sa lupa, mababang gastos sa pagpapanatili, ay gaganap ng isang mahalagang papel sa proseso ng kapangyarihan grid peak regulasyon.
3 Mga istasyon ng kuryente na ipinamahagi. Dahil sa mga depekto ng malaking grid ng kuryente mismo, mahirap i-garantiya ang kalidad, kahusayan, kaligtasan at pagiging maaasahan ng mga kinakailangan ng power supply. Para sa mahahalagang unit at negosyo, kadalasang kailangan ang dalawahang power supply o kahit maramihang power supply bilang backup at proteksyon. Ang sistema ng pag-iimbak ng enerhiya ng baterya ng lithium iron phosphate ay maaaring mabawasan o maiwasan ang pagkawala ng kuryente na dulot ng mga pagkabigo ng power grid at iba't ibang hindi inaasahang pangyayari, at matiyak ang ligtas at maaasahang supply ng kuryente sa mga ospital, bangko, command at control center, sentro ng pagproseso ng data, industriya ng kemikal na materyal at katumpakan mga tagagawang industriya. Gampanan ang isang mahalagang papel.
4 UPS power supply. Ang tuluy-tuloy at mabilis na pag-unlad ng ekonomiya ng China ay humantong sa desentralisasyon ng mga pangangailangan ng mga gumagamit ng suplay ng kuryente ng UPS, na naging sanhi ng mas maraming industriya at mas maraming negosyo na magkaroon ng patuloy na pangangailangan para sa suplay ng kuryente ng UPS.
Kung ikukumpara sa mga lead-acid na baterya, ang mga lithium iron phosphate na baterya ay may mga pakinabang ng mahabang cycle ng buhay, kaligtasan at katatagan, berdeng proteksyon sa kapaligiran, at mababang self-discharge rate. ay malawakang gagamitin.

Mga aplikasyon sa ibang larangan

Ang mga baterya ng lithium iron phosphate ay malawakang ginagamit din sa larangan ng militar dahil sa kanilang magandang buhay sa pag-ikot, kaligtasan, pagganap ng mababang temperatura at iba pang mga pakinabang. Noong Oktubre 10, 2018, isang kumpanya ng baterya sa Shandong ang gumawa ng malakas na hitsura sa unang Qingdao Military-Civilian Integration Technology Innovation Achievement Exhibition, at nagpakita ng mga produktong militar kabilang ang -45℃ na mga bateryang napakababa ng temperatura ng militar.