Popularització del coneixement professional de la indústria de les bateries de liti

Les bateries d'ions de liti-són un tipus de sistema de bateries secundàries recarregables que utilitza òxid metàl·lic d'aliatge de liti com a material d'elèctrode positiu, grafit com a material d'elèctrode negatiu i utilitza una solució d'electròlit no-aquosa. El seu principi de funcionament bàsic es basa en la intercalació i desintercalació reversible dels ions de liti entre els elèctrodes positius i negatius durant la càrrega i la descàrrega, en lloc de dependre de la reacció redox del liti metàl·lic. Això ofereix a les bateries d'ions de liti-avantatges importants respecte a les bateries de metall de liti tradicionals en termes de seguretat, vida útil i densitat d'energia. Des del punt de vista de la forma del producte, la pila de bateria d'ions de liti- és la unitat bàsica que constitueix diversos tipus de paquets de bateries. Quan es combinen i empaqueten diverses cel·les en sèrie i paral·lel, es forma una bateria de liti o una bateria d'ions de liti-.

 

Per als escenaris d'aplicació de terminals, els productes especials desenvolupats per als camps fotovoltaics i d'emmagatzematge d'energia inclouen bateries d'ions de liti-per a productes solars, paquets de bateries de liti de sistemes d'emmagatzematge d'energia solar i bateries d'ions de liti per a sistemes d'energia solar. A més, les bateries de liti SuperPack representen un tipus de producte especial de bateries amb un envàs d'alta-fiabilitat i una gran-adaptabilitat a la temperatura, mentre que el Battery Pack Kit ofereix solucions de components modulars per als integradors de sistemes. Des de la perspectiva de la classificació d'enginyeria, les bateries de liti es poden dividir en tres tipus: paquet cilíndric, quadrat i tou segons la forma d'embalatge. Cada formulari té el seu propi èmfasi en l'eficiència d'agrupació, la capacitat de dissipació de calor i la resistència mecànica, i és adequat per a diferents escenaris d'aplicació.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Les bateries de liti solen tenir dues formes: cilíndrica i quadrada, amb grups d'elèctrodes enrotllats en espiral o apilats a l'interior. L'elèctrode positiu es compon d'òxid de cobalt de liti, manganat de liti, fosfat de ferro de liti o materials ternaris recoberts amb paper d'alumini, i el paper d'alumini serveix com a col·lector de corrent positiu; l'elèctrode negatiu es compon de grafit artificial o grafit natural recobert amb làmina de coure, i la làmina de coure serveix com a col·lector de corrent negatiu. S'utilitza una capa de pel·lícula microporosa de polietilè o polipropilè extremadament prima i altament permeable com a material aïllant entre els elèctrodes positius i negatius. L'interior de la bateria està ple de solució d'electròlit orgànic. A més, s'instal·len una vàlvula de seguretat i un element PTC (utilitzat en alguns tipus cilíndrics) a la part superior del nucli de la bateria per protegir la bateria de danys a temps quan la bateria es troba en un estat anormal o la sortida està curt-. La tensió nominal d'una única bateria d'ions de liti- és de 3,7 V (el sistema de fosfat de ferro de liti és de 3,2 V). A causa de la capacitat limitada d'una sola bateria, en aplicacions pràctiques, moltes cèl·lules es connecten sovint en sèrie per augmentar la tensió i en paral·lel per augmentar la capacitat per satisfer la plataforma de tensió i els requisits de capacitat energètica dels diferents dispositius.

 

Des del punt de vista del procés de fabricació, la producció de productes especialitzats d'emmagatzematge d'energia, com ara la bateria per al sistema d'emmagatzematge d'energia d'ions de liti{0}}, requereix desenes de processos com ara el recobriment de peces polars, laminació, tall, bobinat/laminació, injecció de líquids, formació i separació de volums. Entre ells, el procés de fabricació de peces polones té requisits extremadament alts per a la uniformitat del gruix del recobriment (tolerància controlada dins de ± 1,5 μm), l'alineació de les peces polars (la desviació no superior a 0,5 mm) i el control de les rebaves (l'alçada de les rebaves no superior a 15 μm). La soldadura làser s'utilitza per segellar la carcassa i la coberta. La penetració de la soldadura s'ha de controlar amb precisió dins del rang de 0,3-0,8 mm i no hi ha d'haver porus penetrants ni defectes d'esquitxades. El procés de formació és el primer procés electroquímic per activar la bateria i s'ha de dur a terme en un entorn estrictament controlat de temperatura. El primer corrent de càrrega normalment s'estableix entre 0,05C i 0,1C per promoure la formació d'una pel·lícula d'interfície d'electròlit sòlid estable.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Les bateries d'ions de liti del sistema solar domèstic estan especialment dissenyades per a sistemes d'emmagatzematge d'energia fotovoltaica domèstica. Els seus requisits bàsics inclouen un ampli rang de temperatures de funcionament (-de 20 a 60 graus ), una vida útil no inferior a 6.000 vegades i un nivell de protecció IP65 o superior per adaptar-se a entorns d'instal·lació exterior. Les bateries solars de liti s'utilitzen àmpliament en centrals fotovoltaiques fora de la xarxa-, fonts d'alimentació de reserva per a estacions base de comunicacions i sistemes de microxarxes a zones remotes. Les seves especificacions de capacitat solen estar entre 2,5 kWh i 20 kWh, i es poden ampliar de manera flexible en paral·lel segons la demanda de càrrega. En el camp de les centrals elèctriques d'emmagatzematge d'energia a gran escala, el paquet de bateries de liti de sistemes d'emmagatzematge d'energia solar es desplega en un estil de contenidor o armari. La capacitat d'un únic sistema pot assolir el nivell de MWh, participant en la freqüència de la xarxa elèctrica i la regulació de pics i la integració i el consum d'energies renovables a la xarxa.

 

La bateria d'ions de liti per al sistema d'energia solar emfatitza la compatibilitat de comunicació amb inversors fotovoltaics, convertidors d'emmagatzematge d'energia i sistemes de gestió d'energia, i normalment admet múltiples protocols com el bus CAN, RS485 i Modbus. Les bateries de liti SuperPack són adequades per a condicions de treball dures, com ara estacions base no vigilades, equips de recerca científica polar i vehicles especials a causa del seu excel·lent rendiment de descàrrega a baixa -temperatura (més del 70% de la capacitat nominal es pot descarregar en un entorn de -30 graus) i una estructura segellada altament fiable. El kit de bateria proporciona als integradors de sistemes mòduls de bateries estandarditzats, plaques esclaves BMS, peces estructurals i components del cablejat, reduint significativament la complexitat i el cicle del desenvolupament integrat.

 

En el camp de les bateries d'energia, les bateries d'ions de liti-s'utilitzen àmpliament en cotxes elèctrics de passatgers, autobusos elèctrics, vehicles logístics i vehicles d'enginyeria especial. El camp d'emmagatzematge d'energia cobreix tres grans segments de mercat: grans centrals elèctriques, emmagatzematge d'energia industrial i comercial i emmagatzematge d'energia domèstica. El camp de l'electrònica de consum inclou telèfons intel·ligents, ordinadors portàtils, dispositius portàtils i drons. Com a forma de producte final per als tipus d'aplicacions-esmentades anteriorment, el disseny del paquet de bateries d'ions de liti-ha de tenir en compte de manera exhaustiva indicadors multi-dimensionals com ara la densitat d'energia, la densitat de potència, la gestió tèrmica, la protecció mecànica i la seguretat elèctrica. És un producte altament integrat d'electroquímica, enginyeria mecànica i tecnologia d'electrònica de potència.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

En comparació amb les bateries tradicionals de plom-àcid i de níquel-hidrur metàl·lic, les bateries d'ions de liti- mostren avantatges significatius en múltiples dimensions de rendiment. Pel que fa a la densitat d'energia, les bateries d'ions de liti-poden arribar a 460-600Wh/kg, que és aproximadament 6-7 vegades la de les bateries de plom-àcid, la qual cosa significa que es pot emmagatzemar més energia elèctrica amb el mateix pes. Pel que fa al cicle de vida, les bateries que utilitzen càtodes de fosfat de ferro de liti poden assolir més de 6.000 cicles sota condicions de càrrega i descàrrega 1C i 100% de profunditat de descàrrega, i la seva vida útil pot arribar a més de 6 anys. Pel que fa a la tensió nominal, la tensió de funcionament d'una sola cèl·lula és de 3,7 V o 3,2 V, que és aproximadament igual a la tensió en sèrie de tres bateries de níquel-hidrur metàl·lic o níquel-cadmi, cosa que facilita la formació d'una bateria de major tensió. Pel que fa a la resistència d'alta potència, la bateria de fosfat de ferro de liti pot suportar una taxa de descàrrega instantània de 15-30C per satisfer les necessitats d'acceleració i escalada del vehicle. La taxa d'autodescàrrega és extremadament baixa i normalment es pot controlar per sota de l'1% al mes, que és menys d'1/20 de la de les bateries de níquel-hidrur metàl·lic. En termes de pes, el pes del mateix volum és només d'1/6 a 1/5 dels productes de plom-àcid. Pel que fa a l'adaptabilitat a alta i baixa temperatura, es pot utilitzar en entorns de -20 graus a 60 graus, i pot arribar a -45 graus després d'un processament especial.

 

Pel que fa a la protecció del medi ambient verd, no conté metalls pesants tòxics i nocius com el plom, el mercuri i el cadmi, i bàsicament no es consumeixen recursos hídrics durant el procés de producció. Tanmateix, les bateries d'ions de liti-també tenen diverses limitacions d'enginyeria. En primer lloc, totes les bateries d'ions de liti-han d'estar equipades amb circuits de protecció per evitar sobrecàrregues, sobre-descàrregues i sobre-intensitat, la qual cosa augmenta la complexitat i el cost del sistema. En segon lloc, les bateries del sistema d'òxid de cobalt de liti no es poden descarregar amb corrents elevats i tenen poca seguretat. En tercer lloc, les condicions de producció són extremadament exigents. - Els processos clau, com ara el recobriment d'elèctrodes, el bobinat i la injecció de líquids, s'han de dur a terme en una sala d'assecat amb un punt de rosada per sota dels -40 graus, la qual cosa comporta una inversió en equipament i costos operatius elevats. En quart lloc, hi ha restriccions sobre les condicions d'ús. L'ús a temperatures massa altes o massa baixes accelerarà l'envelliment i fins i tot causarà riscos per a la seguretat.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Si necessiteu personalitzar l'alta-fiabilitatFlash Battery Bateries de litii solucions de sistemes de suport per al vostre nou projecte energètic, el nostre equip d'enginyeria pot proporcionar especificacions tècniques detallades i suport d'aplicacions per ajudar-vos a crear l'arquitectura d'emmagatzematge d'energia més competitiva.