باتری LiFePO4

باتری فسفات آهن لیتیوم یک باتری لیتیوم یونی است که از فسفات آهن لیتیوم (LiFePO4) به عنوان ماده الکترود مثبت و کربن به عنوان ماده الکترود منفی استفاده می کند.
در طی فرآیند شارژ، برخی از یون‌های لیتیوم در فسفات آهن لیتیوم استخراج می‌شوند، از طریق الکترولیت به الکترود منفی منتقل می‌شوند و در مواد کربنی الکترود منفی جاسازی می‌شوند.در همان زمان، الکترون ها از الکترود مثبت آزاد می شوند و از مدار خارجی به الکترود منفی می رسند تا تعادل واکنش شیمیایی را حفظ کنند.در طی فرآیند تخلیه، یون های لیتیوم از الکترود منفی استخراج می شوند و از طریق الکترولیت به الکترود مثبت می رسند.در همان زمان، الکترود منفی الکترون ها را آزاد می کند و از مدار خارجی به الکترود مثبت می رسد تا انرژی جهان خارج را تامین کند.
باتری های LiFePO4 دارای مزایای ولتاژ کاری بالا، چگالی انرژی بالا، عمر چرخه طولانی، عملکرد ایمنی خوب، نرخ تخلیه خود کم و بدون اثر حافظه هستند.
ویژگی های ساختاری باتری
سمت چپ باتری لیتیوم آهن فسفات یک الکترود مثبت است که از یک ماده LiFePO4 ساختار الیوین تشکیل شده است که توسط یک فویل آلومینیومی به الکترود مثبت باتری متصل می شود.در سمت راست، الکترود منفی باتری متشکل از کربن (گرافیت) است که توسط یک فویل مسی به الکترود منفی باتری متصل می شود.در وسط یک جداکننده پلیمری قرار دارد که الکترود مثبت را از الکترود منفی جدا می کند و یون های لیتیوم می توانند از جداکننده عبور کنند اما الکترون ها نمی توانند.داخل باتری با الکترولیت پر شده است و باتری توسط یک محفظه فلزی مهر و موم شده است.

ویژگی های باتری لیتیوم آهن فسفات
چگالی انرژی بالاتر

بر اساس گزارش‌ها، چگالی انرژی باتری لیتیوم آهن فسفات مربعی پوسته آلومینیومی که در سال 2018 به صورت انبوه تولید شد، حدود 160 وات ساعت بر کیلوگرم است.در سال 2019، برخی از تولیدکنندگان عالی باتری احتمالاً می توانند به سطح 175-180Wh/kg برسند.فناوری و ظرفیت تراشه بزرگتر شده است یا می توان به 185 وات ساعت بر کیلوگرم دست یافت.
عملکرد ایمنی خوب
عملکرد الکتروشیمیایی مواد کاتدی باتری فسفات آهن لیتیوم نسبتاً پایدار است، که مشخص می کند که دارای یک پلت فرم شارژ و تخلیه پایدار است.بنابراین ساختار باتری در فرآیند شارژ و دشارژ تغییر نمی کند و نمی سوزد و منفجر نمی شود.هنوز تحت شرایط خاص مانند شارژ کردن، فشار دادن و طب سوزنی بسیار ایمن است.

عمر چرخه طولانی

عمر چرخه 1C باتری های لیتیوم فسفات آهن به طور کلی به 2000 بار یا حتی بیش از 3500 بار می رسد، در حالی که بازار ذخیره انرژی به بیش از 4000-5000 بار نیاز دارد که طول عمر 8-10 سال را تضمین می کند که بالاتر از 1000 چرخه است. باتری های سه تاییعمر چرخه باتری های سرب اسیدی با عمر طولانی حدود 300 برابر است.
کاربرد صنعتی باتری لیتیوم آهن فسفات

کاربرد صنعت خودروهای انرژی نو

«طرح توسعه صنعت خودروهای انرژی‌زا و صرفه‌جویی در انرژی» کشور من پیشنهاد می‌کند که «هدف کلی توسعه خودروهای انرژی جدید کشورم این است: تا سال 2020، مجموع تولید و فروش خودروهای انرژی نو به 5 میلیون دستگاه خواهد رسید و کشور من صرفه جویی در انرژی و مقیاس صنعت خودرو انرژی جدید در جهان رتبه بندی خواهد شد.ردیف جلو".باتری های فسفات آهن لیتیوم به دلیل مزایای ایمنی خوب و هزینه کم به طور گسترده در اتومبیل های سواری، اتومبیل های سواری، وسایل نقلیه لجستیکی، وسایل نقلیه الکتریکی کم سرعت و غیره استفاده می شود.تحت تأثیر سیاست، باتری های سه تایی با مزیت چگالی انرژی موقعیت غالب را اشغال می کنند، اما باتری های فسفات آهن لیتیوم هنوز مزایای غیرقابل جایگزینی را در اتومبیل های سواری، وسایل نقلیه لجستیک و سایر زمینه ها اشغال می کنند.در زمینه خودروهای سواری، باتری‌های لیتیوم فسفات آهن حدود 76، 81، 78 درصد از سری‌های پنجم، ششم و هفتم «کاتالوگ مدل‌های توصیه‌شده برای ارتقا و کاربرد خودروهای انرژی‌های نو» را به خود اختصاص داده‌اند (از این پس. به عنوان "کاتالوگ") در سال 2018. ٪، همچنان جریان اصلی را حفظ کرده است.در حوزه خودروهای ویژه، باتری‌های لیتیوم آهن فسفات به ترتیب حدود 30، 32 و 40 درصد از سری‌های پنجم، ششم و هفتم «کاتالوگ» در سال 2018 را به خود اختصاص دادند و نسبت کاربردها به تدریج افزایش یافته است. .
یانگ یوشنگ، یکی از اساتید آکادمی مهندسی چین، معتقد است که استفاده از باتری‌های فسفات آهن لیتیوم در بازار خودروهای الکتریکی دوربرد نه تنها می‌تواند ایمنی خودروها را بهبود بخشد، بلکه از بازاریابی خودروهای برقی با برد بالا نیز حمایت می‌کند. حذف مسافت پیموده شده، ایمنی، قیمت و هزینه خودروهای الکتریکی خالص.نگرانی در مورد شارژ، مشکلات بعدی باتری، و غیره. در طول دوره 2007 تا 2013، بسیاری از شرکت های خودروسازی پروژه های خودروهای برقی خالص با برد طولانی را راه اندازی کرده اند.

برنامه را روی پاور شروع کنید

باتری لیتیوم فسفات استارتر علاوه بر ویژگی های باتری های لیتیومی پاور، توانایی خروجی آنی توان بالا را نیز دارد.باتری سنتی سرب اسید با یک باتری لیتیومی با انرژی کمتر از یک کیلووات ساعت جایگزین می شود و موتور استارت و ژنراتور سنتی با یک موتور BSG جایگزین می شود.، نه تنها عملکرد استارت-استاپ در حالت آرام را دارد، بلکه عملکردهای خاموش کردن موتور و کوستینگ، بازیابی انرژی ترمز و ترمز، تقویت کننده شتاب و کروز الکتریکی را نیز دارد.

کاربردها در بازار ذخیره انرژی

باتری LiFePO4 دارای یک سری مزایای منحصر به فرد مانند ولتاژ کاری بالا، چگالی انرژی بالا، عمر چرخه طولانی، نرخ تخلیه خود کم، بدون اثر حافظه، حفاظت از محیط زیست سبز و غیره است و از انبساط بدون پله، مناسب برای برق در مقیاس بزرگ پشتیبانی می کند. ذخیره‌سازی انرژی، در نیروگاه‌های انرژی تجدیدپذیر چشم‌اندازهای کاربردی خوبی در زمینه‌های اتصال ایمن به شبکه تولید برق، تنظیم پیک شبکه برق، نیروگاه‌های توزیع شده، منابع تغذیه UPS و سیستم‌های تامین برق اضطراری دارند.
بر اساس آخرین گزارش ذخیره انرژی که اخیرا توسط GTM Research، یک سازمان تحقیقات بازار بین المللی منتشر شده است، استفاده از پروژه های ذخیره سازی انرژی در سمت شبکه در چین در سال 2018 به افزایش مصرف باتری های لیتیوم آهن فسفات ادامه داد.
با افزایش بازار ذخیره‌سازی انرژی، در سال‌های اخیر، برخی از شرکت‌های باتری‌های قدرت، تجارت ذخیره‌سازی انرژی را برای باز کردن بازارهای کاربردی جدید برای باتری‌های لیتیوم آهن فسفات راه‌اندازی کرده‌اند.از یک طرف، با توجه به ویژگی های عمر فوق العاده طولانی، استفاده ایمن، ظرفیت زیاد و حفاظت از محیط زیست سبز، فسفات آهن لیتیوم را می توان به زمینه ذخیره انرژی منتقل کرد که زنجیره ارزش را گسترش می دهد و استقرار را ترویج می کند. یک مدل کسب و کار جدیداز سوی دیگر، سیستم ذخیره انرژی که از باتری فسفات آهن لیتیوم پشتیبانی می کند، به انتخاب اصلی در بازار تبدیل شده است.بر اساس گزارش‌ها، باتری‌های لیتیوم فسفات آهن برای استفاده در اتوبوس‌های برقی، کامیون‌های برقی، تنظیم فرکانس سمت کاربر و شبکه استفاده شده است.
1. تولید برق انرژی تجدیدپذیر مانند تولید برق بادی و تولید برق فتوولتائیک به طور ایمن به شبکه متصل می شود.تصادفی بودن ذاتی، متناوب بودن و نوسانات تولید برق بادی مشخص می کند که توسعه در مقیاس بزرگ آن به ناچار تأثیر قابل توجهی بر عملکرد ایمن سیستم قدرت خواهد داشت.با توسعه سریع صنعت برق بادی، به ویژه بیشتر مزارع بادی در کشور من "توسعه متمرکز در مقیاس بزرگ و انتقال از راه دور" هستند، تولید برق متصل به شبکه مزارع بادی در مقیاس بزرگ چالش‌های جدی را برای بهره برداری و کنترل شبکه های برق بزرگ
تولید برق فتوولتائیک تحت تأثیر دمای محیط، شدت نور خورشیدی و شرایط آب و هوایی است و تولید برق فتوولتائیک ویژگی‌های نوسانات تصادفی را نشان می‌دهد.کشور من روند توسعه "توسعه غیرمتمرکز، دسترسی در محل ولتاژ پایین" و "توسعه در مقیاس بزرگ، دسترسی به ولتاژ متوسط ​​و بالا" را ارائه می دهد که الزامات بالاتری را برای تنظیم پیک شبکه برق و عملکرد ایمن سیستم های قدرت مطرح می کند.
بنابراین، محصولات ذخیره‌سازی انرژی با ظرفیت بالا به یک عامل کلیدی در حل تناقض بین شبکه و تولید انرژی‌های تجدیدپذیر تبدیل شده‌اند.سیستم ذخیره انرژی باتری لیتیوم آهن فسفات دارای ویژگی های تبدیل سریع شرایط کاری، حالت عملکرد انعطاف پذیر، راندمان بالا، ایمنی و حفاظت از محیط زیست و مقیاس پذیری قوی است.مشکل کنترل ولتاژ محلی، قابلیت اطمینان تولید برق انرژی تجدیدپذیر را بهبود می بخشد و کیفیت برق را بهبود می بخشد، به طوری که انرژی تجدید پذیر می تواند به منبع تغذیه مداوم و پایدار تبدیل شود.
با گسترش مستمر ظرفیت و مقیاس و بلوغ مداوم فناوری یکپارچه، هزینه سیستم‌های ذخیره‌سازی انرژی بیشتر کاهش می‌یابد.پس از تست های ایمنی و قابلیت اطمینان طولانی مدت، انتظار می رود از سیستم های ذخیره انرژی باتری لیتیوم فسفات آهن در انرژی های تجدیدپذیر مانند نیروی باد و تولید برق فتوولتائیک استفاده شود.به طور گسترده ای در اتصال شبکه ایمن تولید انرژی و بهبود کیفیت برق استفاده شده است.
2 شبکه قدرت تنظیم اوج.ابزار اصلی تنظیم پیک شبکه برق همواره نیروگاه های ذخیره سازی پمپ شده بوده است.از آنجایی که نیروگاه تلمبه‌ای نیاز به ساخت دو مخزن بالا و پایین دارد که به دلیل شرایط جغرافیایی بسیار محدود است، ساخت آن در منطقه دشت کار آسانی نیست و مساحت آن بزرگ است و هزینه تعمیر و نگهداری آن بالا است.استفاده از سیستم ذخیره انرژی باتری لیتیوم آهن فسفات برای جایگزینی نیروگاه ذخیره سازی پمپ شده، برای مقابله با اوج بار شبکه برق، بدون محدودیت شرایط جغرافیایی، انتخاب سایت رایگان، سرمایه گذاری کمتر، اشغال زمین کمتر، هزینه نگهداری کم، نقش مهمی در فرآیند تنظیم پیک شبکه برق خواهد داشت.
3 نیروگاه های توزیع شدهبه دلیل نقص خود شبکه بزرگ برق، تضمین کیفیت، کارایی، ایمنی و قابلیت اطمینان الزامات منبع تغذیه دشوار است.برای واحدها و شرکت های مهم، منبع تغذیه دوگانه یا حتی منابع تغذیه چندگانه اغلب به عنوان پشتیبان و حفاظت مورد نیاز است.سیستم ذخیره انرژی باتری لیتیوم آهن فسفات می تواند قطع برق ناشی از خرابی شبکه برق و حوادث غیرمنتظره مختلف را کاهش داده یا از آن جلوگیری کند و از تامین برق ایمن و قابل اعتماد در بیمارستان ها، بانک ها، مراکز فرماندهی و کنترل، مراکز پردازش داده ها، صنایع مواد شیمیایی و دقت اطمینان حاصل کند. صنایع تولیدینقش مهمی ایفا کند.
منبع تغذیه 4 یو پی اس.توسعه مستمر و سریع اقتصاد چین منجر به تمرکززدایی نیازهای کاربران منبع تغذیه UPS شده است که باعث شده است صنایع و شرکت های بیشتری تقاضای مداوم برای منبع تغذیه UPS داشته باشند.
در مقایسه با باتری‌های اسید سرب، باتری‌های فسفات آهن لیتیوم دارای مزایای طول عمر طولانی، ایمنی و پایداری، حفاظت از محیط زیست سبز و نرخ خود تخلیه پایین هستند.به طور گسترده مورد استفاده قرار خواهد گرفت.

کاربرد در سایر زمینه ها

باتری‌های فسفات آهن لیتیوم به دلیل عمر چرخه خوب، ایمنی، عملکرد دمای پایین و مزایای دیگر به طور گسترده در زمینه نظامی استفاده می‌شوند.در 10 اکتبر 2018، یک شرکت باتری در شاندونگ در اولین نمایشگاه دستاوردهای نوآوری فناوری یکپارچه سازی نظامی-غیر نظامی Qingdao ظاهر شد و محصولات نظامی از جمله باتری های نظامی با دمای بسیار پایین -45 درجه سانتیگراد را به نمایش گذاشت.