Аккумулятор LiFePO4

Литий-железо-фосфатный аккумулятор — это литий-ионный аккумулятор, в котором в качестве материала положительного электрода используется фосфат лития-железа (LiFePO4), а в качестве материала отрицательного электрода — углерод.
В процессе зарядки часть ионов лития из фосфата лития-железа извлекается, переносится на отрицательный электрод через электролит и внедряется в углеродный материал отрицательного электрода; в то же время электроны высвобождаются из положительного электрода и достигают отрицательного электрода из внешней цепи для поддержания баланса химической реакции. В процессе разрядки ионы лития извлекаются из отрицательного электрода и достигают положительного электрода через электролит. В то же время отрицательный электрод высвобождает электроны и достигает положительного электрода из внешней цепи для обеспечения энергией внешнего мира.
Аккумуляторы LiFePO4 обладают такими преимуществами, как высокое рабочее напряжение, высокая плотность энергии, длительный срок службы, хорошие показатели безопасности, низкая скорость саморазряда и отсутствие эффекта памяти.
Конструктивные особенности аккумулятора
Левая сторона литий-железо-фосфатной батареи представляет собой положительный электрод, состоящий из материала LiFePO4 с оливиновой структурой, который соединен с положительным электродом батареи алюминиевой фольгой. Справа находится отрицательный электрод батареи, состоящий из углерода (графита), который соединен с отрицательным электродом батареи медной фольгой. В середине находится полимерный сепаратор, который отделяет положительный электрод от отрицательного электрода, и ионы лития могут проходить через сепаратор, но электроны не могут. Внутренняя часть батареи заполнена электролитом, и батарея герметично запечатана металлическим корпусом.

Характеристики литий-железо-фосфатного аккумулятора
Более высокая плотность энергии

Согласно отчетам, плотность энергии квадратной алюминиевой оболочки литий-железо-фосфатной батареи, массово произведенной в 2018 году, составляет около 160 Вт·ч/кг. В 2019 году некоторые отличные производители батарей, вероятно, смогут достичь уровня 175-180 Вт·ч/кг. Технология чипа и емкость увеличены, или может быть достигнуто 185 Вт·ч/кг.
хорошие показатели безопасности
Электрохимические характеристики катодного материала литий-железо-фосфатной батареи относительно стабильны, что определяет, что она имеет стабильную платформу зарядки и разрядки. Поэтому структура батареи не изменится во время процесса зарядки и разрядки, и она не сгорит и не взорвется. Она по-прежнему очень безопасна в особых условиях, таких как зарядка, сдавливание и иглоукалывание.

Длительный срок службы

Срок службы литий-железо-фосфатных аккумуляторов 1С обычно достигает 2000 раз или даже более 3500 раз, в то время как рынок накопителей энергии требует более 4000-5000 раз, что обеспечивает срок службы 8-10 лет, что превышает 1000 циклов тернарных аккумуляторов. Срок службы свинцово-кислотных аккумуляторов с длительным сроком службы составляет около 300 раз.
Промышленное применение литий-железо-фосфатных аккумуляторов

Применение новой энергии в автомобильной промышленности

«План развития индустрии энергосберегающих и новых энергетических транспортных средств» моей страны предполагает, что «общая цель развития новых энергетических транспортных средств в моей стране заключается в следующем: к 2020 году совокупное производство и продажи новых энергетических транспортных средств достигнут 5 миллионов единиц, а масштабы индустрии энергосберегающих и новых энергетических транспортных средств моей страны войдут в мировые. первый ряд». Литий-железо-фосфатные батареи широко используются в легковых автомобилях, легковых автомобилях, логистических транспортных средствах, низкоскоростных электромобилях и т. д. благодаря своим преимуществам хорошей безопасности и низкой стоимости. Под влиянием политики тернарные батареи занимают доминирующее положение с преимуществом плотности энергии, но литий-железо-фосфатные батареи по-прежнему занимают незаменимые преимущества в легковых автомобилях, логистических транспортных средствах и других областях. В области легковых автомобилей литий-железо-фосфатные батареи составили около 76%, 81%, 78% 5-й, 6-й и 7-й партий «Каталога рекомендуемых моделей для продвижения и применения новых энергетических транспортных средств» (далее именуемого «Каталог») в 2018 году. %, по-прежнему сохраняя мейнстрим. В области специальных транспортных средств литий-железо-фосфатные батареи составили около 30%, 32% и 40% 5-й, 6-й и 7-й партий «Каталога» в 2018 году соответственно, и доля применений постепенно увеличивалась.
Ян Юйшэн, академик Китайской инженерной академии, считает, что использование литий-железо-фосфатных батарей на рынке электромобилей с увеличенным запасом хода может не только повысить безопасность транспортных средств, но и поддержать маркетизацию электромобилей с увеличенным запасом хода, исключив пробег, безопасность, цену и стоимость чистых электромобилей. Беспокойство по поводу зарядки, последующие проблемы с аккумуляторами и т. д. В период с 2007 по 2013 год многие автомобильные компании запустили проекты чистых электромобилей с увеличенным запасом хода.

Запустите приложение при включении питания

В дополнение к характеристикам силовых литиевых батарей, стартерная литий-железо-фосфатная батарея также обладает способностью мгновенно выдавать большую мощность. Традиционная свинцово-кислотная батарея заменена силовой литиевой батареей с энергией менее одного киловатт-часа, а традиционный стартер и генератор заменены двигателем BSG. , имеет не только функцию холостого хода старт-стоп, но также имеет функции выключения двигателя и движения накатом, рекуперации энергии движения накатом и торможения, усилителя ускорения и электрического круиз-контроля.

Применение на рынке хранения энергии

Аккумулятор LiFePO4 обладает рядом уникальных преимуществ, таких как высокое рабочее напряжение, высокая плотность энергии, длительный срок службы, низкая скорость саморазряда, отсутствие эффекта памяти, экологичность и т. д., а также поддерживает плавное расширение, подходит для крупномасштабного хранения электроэнергии, на электростанциях с возобновляемой энергетикой имеет хорошие перспективы применения в областях безопасного подключения к сети электроснабжения, регулирования пиковых нагрузок в электросетях, распределенных электростанциях, источниках бесперебойного питания и системах аварийного электроснабжения.
Согласно последнему отчету о хранении энергии, недавно опубликованному GTM Research, международной организацией по исследованию рынка, реализация проектов по хранению энергии на стороне сети в Китае в 2018 году продолжила увеличивать потребление литий-железо-фосфатных аккумуляторов.
С ростом рынка хранения энергии в последние годы некоторые компании по производству аккумуляторов развернули бизнес по хранению энергии, чтобы открыть новые рынки применения для литий-железо-фосфатных аккумуляторов. С одной стороны, благодаря характеристикам сверхдлительного срока службы, безопасного использования, большой емкости и экологичной защиты окружающей среды, литий-железо-фосфат может быть перенесен в область хранения энергии, что расширит цепочку создания стоимости и будет способствовать созданию новой бизнес-модели. С другой стороны, система хранения энергии, поддерживающая литий-железо-фосфатный аккумулятор, стала основным выбором на рынке. Согласно отчетам, литий-железо-фосфатные аккумуляторы пытались использовать в электробусах, электрогрузовиках, регулировании частоты на стороне пользователя и на стороне сети.
1. Генерация возобновляемой энергии, такой как ветровая генерация и фотоэлектрическая генерация, безопасно подключена к сети. Присущая ветровой генерации хаотичность, прерывистость и изменчивость определяют, что ее крупномасштабное развитие неизбежно окажет значительное влияние на безопасную работу энергосистемы. С быстрым развитием ветроэнергетической отрасли, особенно большинство ветровых электростанций в моей стране являются «крупномасштабным централизованным развитием и передачей на большие расстояния», подключенная к сети генерация электроэнергии крупных ветровых электростанций создает серьезные проблемы для эксплуатации и контроля крупных электросетей.
На фотоэлектрическую генерацию электроэнергии влияют температура окружающей среды, интенсивность солнечного света и погодные условия, а фотоэлектрическая генерация электроэнергии характеризуется случайными колебаниями. В моей стране наблюдается тенденция развития «децентрализованного развития, доступа к низкому напряжению на месте» и «крупномасштабного развития, доступа к среднему и высокому напряжению», что выдвигает более высокие требования к регулированию пиковых нагрузок в электросети и безопасной эксплуатации энергосистем.
Таким образом, продукты хранения энергии большой емкости стали ключевым фактором в решении противоречия между сетью и генерацией возобновляемой энергии. Система хранения энергии на основе литий-железо-фосфатных батарей обладает характеристиками быстрого преобразования рабочих условий, гибкого режима работы, высокой эффективности, безопасности и защиты окружающей среды, а также высокой масштабируемости. Локальная проблема управления напряжением, повышение надежности генерации возобновляемой энергии и улучшение качества электроэнергии, так что возобновляемая энергия может стать непрерывным и стабильным источником питания.
С постоянным расширением мощностей и масштабов, а также с постоянным развитием интегрированных технологий стоимость систем хранения энергии будет еще больше снижаться. После долгосрочных испытаний на безопасность и надежность ожидается, что системы хранения энергии на основе литий-железо-фосфатных батарей будут использоваться в возобновляемых источниках энергии, таких как ветроэнергетика и фотоэлектрическая генерация энергии. Они широко используются в безопасном сетевом подключении генерации энергии и улучшении качества электроэнергии.
2. Регулирование пиков электросети. Основным средством регулирования пиков электросети всегда были гидроаккумулирующие электростанции. Поскольку гидроаккумулирующая электростанция должна строить два водохранилища, верхнее и нижнее, которые сильно ограничены географическими условиями, ее нелегко построить на равнинной местности, а площадь большая, а стоимость обслуживания высокая. Использование системы хранения энергии на основе литий-железо-фосфатных батарей вместо гидроаккумулирующей электростанции, чтобы справиться с пиковой нагрузкой электросети, не ограничиваясь географическими условиями, свободный выбор места, меньшие инвестиции, меньшая занимаемая земля, низкие расходы на обслуживание, будет играть важную роль в процессе регулирования пиков электросети.
3 Распределенные электростанции. Из-за дефектов самой большой электросети трудно гарантировать качество, эффективность, безопасность и надежность электроснабжения. Для важных подразделений и предприятий часто требуются двойные или даже несколько источников питания в качестве резервного и защитного резерва. Система хранения энергии на основе литий-железо-фосфатных батарей может сократить или избежать отключений электроэнергии, вызванных сбоями в электросети и различными непредвиденными событиями, и обеспечить безопасное и надежное электроснабжение в больницах, банках, центрах управления и контроля, центрах обработки данных, отраслях химической промышленности и точного производства. Играют важную роль.
4 Источник бесперебойного питания. Непрерывное и быстрое развитие экономики Китая привело к децентрализации потребностей пользователей источников бесперебойного питания, что привело к тому, что все больше отраслей и предприятий испытывают постоянный спрос на источники бесперебойного питания.
По сравнению со свинцово-кислотными аккумуляторами литий-железо-фосфатные аккумуляторы обладают такими преимуществами, как длительный срок службы, безопасность и стабильность, экологичность и низкая скорость саморазряда. Они найдут широкое применение.

Применение в других областях

Литий-железо-фосфатные батареи также широко используются в военной сфере благодаря хорошему сроку службы, безопасности, низкотемпературным характеристикам и другим преимуществам. 10 октября 2018 года компания по производству батарей в Шаньдуне выступила с яркой речью на первой выставке достижений инноваций в области военно-гражданской интеграции в Циндао и представила военную продукцию, включая военные сверхнизкотемпературные батареи -45℃.