LiFePO4-batterij

De lithium-ijzerfosfaatbatterij is een lithium-ionbatterij die lithiumijzerfosfaat (LiFePO4) als positief elektrodemateriaal en koolstof als negatief elektrodemateriaal gebruikt.
Tijdens het laadproces worden enkele lithiumionen in het lithiumijzerfosfaat geëxtraheerd, via de elektrolyt naar de negatieve elektrode overgebracht en ingebed in het koolstofmateriaal van de negatieve elektrode;Tegelijkertijd komen elektronen vrij van de positieve elektrode en bereiken ze de negatieve elektrode via het externe circuit om de balans van de chemische reactie te behouden.Tijdens het ontladingsproces worden lithiumionen uit de negatieve elektrode geëxtraheerd en bereiken via de elektrolyt de positieve elektrode.Tegelijkertijd laat de negatieve elektrode elektronen vrij en bereikt de positieve elektrode vanuit het externe circuit om energie te leveren aan de buitenwereld.
LiFePO4-batterijen hebben de voordelen van een hoge werkspanning, hoge energiedichtheid, lange levensduur, goede veiligheidsprestaties, lage zelfontlading en geen geheugeneffect.
Structurele kenmerken van de batterij
De linkerkant van de lithium-ijzerfosfaatbatterij is een positieve elektrode die is samengesteld uit LiFePO4-materiaal met een olivijnstructuur, dat door een aluminiumfolie met de positieve elektrode van de batterij is verbonden.Rechts bevindt zich de negatieve elektrode van de batterij, bestaande uit koolstof (grafiet), die door een koperfolie met de negatieve elektrode van de batterij is verbonden.In het midden bevindt zich een polymeerscheider, die de positieve elektrode van de negatieve elektrode scheidt, en lithiumionen kunnen door de scheider gaan, maar elektronen niet.De binnenkant van de batterij is gevuld met elektrolyt en de batterij is hermetisch afgesloten door een metalen behuizing.

Kenmerken van lithium-ijzerfosfaatbatterij
Hogere energiedichtheid

Volgens rapporten bedraagt ​​de energiedichtheid van de in 2018 in massa geproduceerde lithium-ijzerfosfaatbatterij met vierkante aluminium behuizing ongeveer 160 Wh/kg.In 2019 kunnen enkele uitstekende batterijfabrikanten waarschijnlijk het niveau van 175-180 Wh/kg bereiken.De chiptechnologie en capaciteit worden groter gemaakt, zodat 185Wh/kg kan worden bereikt.
goede veiligheidsprestaties
De elektrochemische prestaties van het kathodemateriaal van de lithium-ijzerfosfaatbatterij zijn relatief stabiel, wat bepaalt dat het een stabiel laad- en ontlaadplatform heeft.Daarom zal de structuur van de batterij tijdens het laad- en ontlaadproces niet veranderen en zal deze niet verbranden of exploderen.Het is nog steeds erg veilig onder speciale omstandigheden zoals opladen, knijpen en acupunctuur.

Lange levensduur

De 1C-cycluslevensduur van lithium-ijzerfosfaatbatterijen bereikt over het algemeen 2.000 keer, of zelfs meer dan 3.500 keer, terwijl de energieopslagmarkt meer dan 4.000-5.000 keer nodig heeft, wat een levensduur van 8-10 jaar garandeert, wat hoger is dan 1.000 cycli van ternaire batterijen.De levensduur van loodzuurbatterijen met een lange levensduur is ongeveer 300 keer.
Industriële toepassing van lithium-ijzerfosfaatbatterij

Toepassing van nieuwe energie-voertuigindustrie

In het “Energiebesparende en nieuwe energievoertuigindustrieontwikkelingsplan” van mijn land wordt voorgesteld dat “het algemene doel van de ontwikkeling van nieuwe energievoertuigen in mijn land is: tegen 2020 zal de cumulatieve productie en verkoop van nieuwe energievoertuigen 5 miljoen eenheden bereiken, en de totale doelstelling van mijn land De schaal van de energiebesparende en nieuwe energie-voertuigenindustrie zal een plaats in de wereld veroveren.eerste rij".Lithium-ijzerfosfaatbatterijen worden veel gebruikt in personenauto's, personenauto's, logistieke voertuigen, elektrische voertuigen met lage snelheid, enz. vanwege hun voordelen van goede veiligheid en lage kosten.Onder invloed van beleid nemen ternaire batterijen een dominante positie in met het voordeel van energiedichtheid, maar lithium-ijzerfosfaatbatterijen hebben nog steeds onvervangbare voordelen in personenauto's, logistieke voertuigen en andere terreinen.Op het gebied van personenauto’s waren lithium-ijzerfosfaatbatterijen goed voor ongeveer 76%, 81%, 78% van de 5e, 6e en 7e batches van de “Catalogus van aanbevolen modellen voor de promotie en toepassing van nieuwe energievoertuigen” (hierna in 2018 de “Catalogus” genoemd. %, nog steeds de mainstream handhavend.Op het gebied van speciale voertuigen waren lithium-ijzerfosfaatbatterijen in 2018 goed voor respectievelijk ongeveer 30%, 32% en 40% van de 5e, 6e en 7e batches van de “Catalogus”, en het aandeel toepassingen is geleidelijk toegenomen .
Yang Yusheng, een academicus van de Chinese Academy of Engineering, is van mening dat het gebruik van lithium-ijzerfosfaatbatterijen op de markt voor elektrische voertuigen met groter bereik niet alleen de veiligheid van voertuigen kan verbeteren, maar ook de marketing van elektrische voertuigen met groter bereik kan ondersteunen. het elimineren van het aantal kilometers, de veiligheid, de prijs en de kosten van puur elektrische voertuigen.Bezorgdheid over het opladen, daaropvolgende batterijproblemen, enz. In de periode van 2007 tot 2013 hebben veel autobedrijven projecten gelanceerd voor puur elektrische voertuigen met een grotere actieradius.

Start de applicatie op de stroom

Naast de kenmerken van krachtige lithiumbatterijen, heeft de lithium-ijzerfosfaat-startbatterij ook het vermogen om onmiddellijk een hoog vermogen te leveren.De traditionele loodzuuraccu wordt vervangen door een krachtige lithiumaccu met een energievermogen van minder dan één kilowattuur, en de traditionele startmotor en generator worden vervangen door een BSG-motor., heeft niet alleen de functie van start-stop bij stationair draaien, maar heeft ook de functies van motoruitschakeling en uitlopen, energieterugwinning bij uitrollen en remmen, acceleratiebooster en elektrische cruise.

Toepassingen in de energieopslagmarkt

LiFePO4-batterij heeft een reeks unieke voordelen, zoals hoge werkspanning, hoge energiedichtheid, lange levensduur, lage zelfontlading, geen geheugeneffect, groene milieubescherming, enz., en ondersteunt traploze expansie, geschikt voor grootschalige elektrische energieopslag in hernieuwbare energiecentrales hebben goede toepassingsvooruitzichten op het gebied van veilige netaansluiting voor energieopwekking, piekregulering op het elektriciteitsnet, gedistribueerde energiecentrales, UPS-voedingen en noodstroomvoorzieningssystemen.
Volgens het laatste energieopslagrapport dat onlangs is uitgebracht door GTM Research, een internationale marktonderzoeksorganisatie, bleef de toepassing van energieopslagprojecten op het elektriciteitsnet in China in 2018 het verbruik van lithium-ijzerfosfaatbatterijen verhogen.
Met de opkomst van de markt voor energieopslag hebben sommige bedrijven op het gebied van energiebatterijen de afgelopen jaren energieopslagactiviteiten ingezet om nieuwe toepassingsmarkten voor lithium-ijzerfosfaatbatterijen te openen.Aan de ene kant kan lithiumijzerfosfaat, vanwege de kenmerken van ultralange levensduur, veilig gebruik, grote capaciteit en groene milieubescherming, worden overgedragen naar het gebied van energieopslag, wat de waardeketen zal uitbreiden en de vestiging van energie zal bevorderen. een nieuw businessmodel.Aan de andere kant is het energieopslagsysteem dat de lithium-ijzerfosfaatbatterij ondersteunt de reguliere keuze op de markt geworden.Volgens rapporten is geprobeerd lithium-ijzerfosfaatbatterijen te gebruiken in elektrische bussen, elektrische vrachtwagens en frequentieregeling aan de gebruikers- en netzijde.
1. De opwekking van hernieuwbare energie, zoals de opwekking van windenergie en fotovoltaïsche energie, is veilig aangesloten op het elektriciteitsnet.De inherente willekeur, wisselvalligheid en volatiliteit van de opwekking van windenergie bepalen dat de grootschalige ontwikkeling ervan onvermijdelijk een aanzienlijke impact zal hebben op de veilige werking van het energiesysteem.Met de snelle ontwikkeling van de windenergie-industrie, en vooral de meeste windparken in mijn land zijn ‘grootschalige gecentraliseerde ontwikkeling en transmissie over lange afstanden’, vormt de netgekoppelde energieopwekking van grootschalige windparken ernstige uitdagingen voor de exploitatie en controle van grote elektriciteitsnetten.
Fotovoltaïsche energieopwekking wordt beïnvloed door de omgevingstemperatuur, de intensiteit van het zonlicht en de weersomstandigheden, en fotovoltaïsche energieopwekking vertoont de kenmerken van willekeurige schommelingen.mijn land vertoont een ontwikkelingstrend van “gedecentraliseerde ontwikkeling, laagspanningstoegang ter plaatse” en “grootschalige ontwikkeling, midden- en hoogspanningstoegang”, die hogere eisen stelt aan de piekregulering van het elektriciteitsnet en de veilige werking van energiesystemen.
Daarom zijn energieopslagproducten met grote capaciteit een sleutelfactor geworden bij het oplossen van de tegenstelling tussen het elektriciteitsnet en de opwekking van hernieuwbare energie.Het energieopslagsysteem van lithium-ijzerfosfaatbatterijen heeft de kenmerken van snelle conversie van werkomstandigheden, flexibele bedrijfsmodus, hoge efficiëntie, veiligheid en milieubescherming, en sterke schaalbaarheid.Lokaal spanningsregelingsprobleem, verbetering van de betrouwbaarheid van de opwekking van hernieuwbare energie en verbetering van de energiekwaliteit, zodat hernieuwbare energie een continue en stabiele stroomvoorziening kan worden.
Met de voortdurende uitbreiding van capaciteit en schaal, en de voortdurende volwassenheid van geïntegreerde technologie, zullen de kosten van energieopslagsystemen verder worden verlaagd.Na langdurige veiligheids- en betrouwbaarheidstests wordt verwacht dat energieopslagsystemen met lithium-ijzerfosfaatbatterijen zullen worden gebruikt in hernieuwbare energie, zoals windenergie en fotovoltaïsche energieopwekking.Het wordt op grote schaal gebruikt bij de veilige netaansluiting van energieopwekking en de verbetering van de stroomkwaliteit.
2 piekregeling van het elektriciteitsnet.Het belangrijkste middel voor piekregulering op het elektriciteitsnet zijn altijd pompcentrales geweest.Omdat de energiecentrale met pompaccumulatie twee reservoirs moet bouwen, het bovenste en onderste reservoir, die sterk beperkt zijn door geografische omstandigheden, is het niet eenvoudig om in het vlakke gebied te bouwen, en het gebied is groot en de onderhoudskosten zijn hoog.Het gebruik van een energieopslagsysteem met lithium-ijzerfosfaatbatterijen ter vervanging van de pompopslagcentrale, om de piekbelasting van het elektriciteitsnet op te vangen, niet beperkt door geografische omstandigheden, vrije locatiekeuze, minder investeringen, minder landbezetting, lage onderhoudskosten, zal een belangrijke rol spelen in het proces van piekregulering op het elektriciteitsnet.
3 Gedistribueerde elektriciteitscentrales.Vanwege de gebreken van het grote elektriciteitsnet zelf is het moeilijk om de eisen op het gebied van kwaliteit, efficiëntie, veiligheid en betrouwbaarheid van de stroomvoorziening te garanderen.Voor belangrijke eenheden en ondernemingen zijn vaak dubbele voedingen of zelfs meerdere voedingen vereist als back-up en bescherming.Het energieopslagsysteem met lithium-ijzerfosfaatbatterijen kan stroomuitval als gevolg van stroomstoringen en verschillende onverwachte gebeurtenissen verminderen of voorkomen, en zorgen voor een veilige en betrouwbare stroomvoorziening in ziekenhuizen, banken, commando- en controlecentra, gegevensverwerkingscentra, chemische materiaalindustrieën en precisie-industrieën. verwerkende industrieën.Een belangrijke rol spelen.
4 UPS-voeding.De voortdurende en snelle ontwikkeling van de Chinese economie heeft geleid tot de decentralisatie van de behoeften van gebruikers van UPS-stroomvoorziening, waardoor meer industrieën en meer ondernemingen een voortdurende vraag naar UPS-stroomvoorziening hebben.
Vergeleken met loodzuurbatterijen hebben lithium-ijzerfosfaatbatterijen de voordelen van een lange levensduur, veiligheid en stabiliteit, groene milieubescherming en een lage zelfontlading.zal op grote schaal worden gebruikt.

Toepassingen op andere gebieden

Lithium-ijzerfosfaatbatterijen worden ook veel gebruikt op militair gebied vanwege hun goede levensduur, veiligheid, prestaties bij lage temperaturen en andere voordelen.Op 10 oktober 2018 maakte een batterijbedrijf in Shandong een sterke verschijning op de eerste Qingdao Military-Civilian Integration Technology Innovation Achievement Exhibition, en exposeerde militaire producten, waaronder -45 ℃ militaire ultra-lage temperatuurbatterijen.