Batería LiFePO4

La batería de fosfato de hierro y litio es una batería de iones de litio que utiliza fosfato de hierro y litio (LiFePO4) como material del electrodo positivo y carbono como material del electrodo negativo.
Durante el proceso de carga, algunos de los iones de litio del fosfato de hierro y litio se extraen, se transfieren al electrodo negativo a través del electrolito y se incrustan en el material de carbono del electrodo negativo;al mismo tiempo, los electrones se liberan del electrodo positivo y llegan al electrodo negativo desde el circuito externo para mantener el equilibrio de la reacción química.Durante el proceso de descarga, los iones de litio se extraen del electrodo negativo y llegan al electrodo positivo a través del electrolito.Al mismo tiempo, el electrodo negativo libera electrones y llega al electrodo positivo del circuito externo para proporcionar energía al mundo exterior.
Las baterías LiFePO4 tienen las ventajas de un alto voltaje de trabajo, alta densidad de energía, ciclo de vida prolongado, buen rendimiento de seguridad, baja tasa de autodescarga y sin efecto memoria.
Características estructurales de la batería
El lado izquierdo de la batería de fosfato de hierro y litio es un electrodo positivo compuesto de un material LiFePO4 con estructura de olivino, que está conectado al electrodo positivo de la batería mediante una lámina de aluminio.A la derecha está el electrodo negativo de la batería compuesto de carbono (grafito), que está conectado al electrodo negativo de la batería mediante una lámina de cobre.En el medio hay un separador de polímero, que separa el electrodo positivo del electrodo negativo, y los iones de litio pueden pasar a través del separador pero los electrones no.El interior de la batería está lleno de electrolito y la batería está sellada herméticamente mediante una carcasa metálica.

Características de la batería de fosfato de hierro y litio.
Mayor densidad de energía

Según los informes, la densidad de energía de la batería cuadrada de fosfato de hierro, litio y carcasa de aluminio producida en masa en 2018 es de aproximadamente 160 Wh/kg.En 2019, algunos fabricantes de baterías excelentes probablemente puedan alcanzar el nivel de 175-180Wh/kg.La tecnología del chip y la capacidad son mayores, o se pueden alcanzar 185Wh/kg.
buen desempeño de seguridad
El rendimiento electroquímico del material del cátodo de la batería de fosfato de hierro y litio es relativamente estable, lo que determina que tenga una plataforma de carga y descarga estable.Por lo tanto, la estructura de la batería no cambiará durante el proceso de carga y descarga, y no se quemará ni explotará.Sigue siendo muy seguro en condiciones especiales como carga, compresión y acupuntura.

Ciclo de vida largo

La vida útil del ciclo 1C de las baterías de fosfato de hierro y litio generalmente alcanza 2000 veces, o incluso más de 3500 veces, mientras que el mercado de almacenamiento de energía requiere más de 4000-5000 veces, lo que garantiza una vida útil de 8-10 años, que es superior a 1000 ciclos. de baterías ternarias.El ciclo de vida de las baterías de plomo-ácido de larga duración es aproximadamente 300 veces mayor.
Aplicación industrial de la batería de fosfato de hierro y litio.

Aplicación de la industria de vehículos de nueva energía.

El "Plan de desarrollo de la industria de vehículos de nueva energía y ahorro de energía" de mi país propone que "el objetivo general del desarrollo de vehículos de nueva energía de mi país es: para 2020, la producción y las ventas acumuladas de vehículos de nueva energía alcanzarán los 5 millones de unidades, y el La escala de la industria de vehículos de nueva energía y ahorro de energía se ubicará en el mundo.primera fila".Las baterías de fosfato de hierro y litio se utilizan ampliamente en turismos, turismos, vehículos logísticos, vehículos eléctricos de baja velocidad, etc. debido a sus ventajas de buena seguridad y bajo costo.Influenciadas por la política, las baterías ternarias ocupan una posición dominante con la ventaja de la densidad energética, pero las baterías de fosfato de hierro y litio siguen ocupando ventajas irremplazables en turismos, vehículos logísticos y otros campos.En el ámbito de los turismos, las baterías de fosfato de hierro y litio representaron aproximadamente el 76%, 81%, 78% de los lotes 5, 6 y 7 del “Catálogo de modelos recomendados para la promoción y aplicación de vehículos de nuevas energías” (en adelante denominado “Catálogo”) en 2018. %, aún manteniendo la corriente principal.En el campo de los vehículos especiales, las baterías de fosfato de hierro y litio representaron aproximadamente el 30%, 32% y 40% de los lotes 5, 6 y 7 del "Catálogo" en 2018, respectivamente, y la proporción de solicitudes ha aumentado gradualmente. .
Yang Yusheng, académico de la Academia China de Ingeniería, cree que el uso de baterías de fosfato de hierro y litio en el mercado de vehículos eléctricos de autonomía extendida no sólo puede mejorar la seguridad de los vehículos, sino también apoyar la comercialización de vehículos eléctricos de autonomía extendida. eliminando el kilometraje, la seguridad, el precio y el costo de los vehículos eléctricos puros.Ansiedad por la carga, problemas posteriores con la batería, etc. Durante el período de 2007 a 2013, muchas empresas automotrices lanzaron proyectos de vehículos eléctricos puros de autonomía extendida.

Inicie la aplicación en el poder.

Además de las características de las baterías de litio, la batería de arranque de fosfato de hierro y litio también tiene la capacidad de generar alta potencia de forma instantánea.La batería tradicional de plomo-ácido se reemplaza por una batería de litio con una energía inferior a un kilovatio hora, y el motor de arranque y el generador tradicionales se reemplazan por un motor BSG., no solo tiene la función de arranque y parada en ralentí, sino que también tiene las funciones de apagado y marcha libre del motor, recuperación de energía de frenada y marcha libre, refuerzo de aceleración y crucero eléctrico.

Aplicaciones en el mercado del almacenamiento de energía.

La batería LiFePO4 tiene una serie de ventajas únicas, como alto voltaje de trabajo, alta densidad de energía, ciclo de vida prolongado, baja tasa de autodescarga, sin efecto memoria, protección ambiental ecológica, etc., y admite una expansión continua, adecuada para electricidad a gran escala. El almacenamiento de energía en las centrales eléctricas de energía renovable tiene buenas perspectivas de aplicación en los campos de la conexión segura a la red para la generación de energía, la regulación de picos de la red eléctrica, las centrales eléctricas distribuidas, los suministros de energía UPS y los sistemas de suministro de energía de emergencia.
Según el último informe sobre almacenamiento de energía publicado recientemente por GTM Research, una organización internacional de investigación de mercado, la aplicación de proyectos de almacenamiento de energía en el lado de la red en China en 2018 siguió aumentando el consumo de baterías de fosfato de hierro y litio.
Con el auge del mercado de almacenamiento de energía, en los últimos años, algunas empresas de baterías eléctricas han implementado negocios de almacenamiento de energía para abrir nuevos mercados de aplicaciones para las baterías de fosfato de hierro y litio.Por un lado, debido a las características de vida ultralarga, uso seguro, gran capacidad y protección ambiental ecológica, el fosfato de hierro y litio se puede transferir al campo del almacenamiento de energía, lo que ampliará la cadena de valor y promoverá el establecimiento de un nuevo modelo de negocio.Por otro lado, el sistema de almacenamiento de energía que respalda la batería de fosfato de hierro y litio se ha convertido en la opción principal en el mercado.Según los informes, se ha intentado utilizar baterías de fosfato de hierro y litio en autobuses eléctricos, camiones eléctricos y regulación de frecuencia del lado del usuario y de la red.
1. La generación de energía renovable, como la generación de energía eólica y la generación de energía fotovoltaica, está conectada de forma segura a la red.La aleatoriedad, intermitencia y volatilidad inherentes a la generación de energía eólica determinan que su desarrollo a gran escala tendrá inevitablemente un impacto significativo en el funcionamiento seguro del sistema eléctrico.Con el rápido desarrollo de la industria de la energía eólica, especialmente la mayoría de los parques eólicos en mi país son "desarrollo centralizado a gran escala y transmisión a larga distancia", la generación de energía conectada a la red de los parques eólicos a gran escala plantea graves desafíos para la Operación y control de grandes redes eléctricas.
La generación de energía fotovoltaica se ve afectada por la temperatura ambiente, la intensidad de la luz solar y las condiciones climáticas, y la generación de energía fotovoltaica presenta las características de fluctuaciones aleatorias.Mi país presenta una tendencia de desarrollo de “desarrollo descentralizado, acceso in situ de baja tensión” y “desarrollo a gran escala, acceso de media y alta tensión”, lo que plantea mayores requisitos para la regulación de los picos de la red eléctrica y el funcionamiento seguro de los sistemas eléctricos.
Por tanto, los productos de almacenamiento de energía de gran capacidad se han convertido en un factor clave para resolver la contradicción entre la red y la generación de energía renovable.El sistema de almacenamiento de energía con batería de fosfato de hierro y litio tiene las características de conversión rápida de las condiciones de trabajo, modo de operación flexible, alta eficiencia, seguridad y protección ambiental, y gran escalabilidad.Problema de control de voltaje local, mejorar la confiabilidad de la generación de energía renovable y mejorar la calidad de la energía, para que la energía renovable pueda convertirse en un suministro de energía continuo y estable.
Con la continua expansión de la capacidad y la escala, y la continua madurez de la tecnología integrada, el costo de los sistemas de almacenamiento de energía se reducirá aún más.Después de pruebas de seguridad y confiabilidad a largo plazo, se espera que los sistemas de almacenamiento de energía con baterías de fosfato de hierro y litio se utilicen en energías renovables como la energía eólica y la generación de energía fotovoltaica.Ha sido ampliamente utilizado en la conexión segura a la red para la generación de energía y la mejora de la calidad de la energía.
2 regulación de pico de red eléctrica.El principal medio de regulación de los picos de la red eléctrica siempre han sido las centrales eléctricas de almacenamiento por bombeo.Debido a que la central de almacenamiento por bombeo necesita construir dos embalses, el superior y el inferior, que están muy restringidos por las condiciones geográficas, no es fácil construir en el área llana, el área es grande y el costo de mantenimiento es alto.El uso de un sistema de almacenamiento de energía con batería de fosfato de hierro y litio para reemplazar la central eléctrica de almacenamiento por bombeo, para hacer frente a la carga máxima de la red eléctrica, sin estar limitado por las condiciones geográficas, la libre selección del sitio, menos inversión, menos ocupación de terreno, bajo costo de mantenimiento, desempeñará un papel importante en el proceso de regulación de los picos de la red eléctrica.
3 Centrales eléctricas distribuidas.Debido a los defectos de la propia gran red eléctrica, es difícil garantizar los requisitos de calidad, eficiencia, seguridad y fiabilidad del suministro eléctrico.Para unidades y empresas importantes, a menudo se requieren fuentes de alimentación duales o incluso múltiples fuentes de alimentación como respaldo y protección.El sistema de almacenamiento de energía con batería de fosfato de hierro y litio puede reducir o evitar cortes de energía causados ​​por fallas en la red eléctrica y diversos eventos inesperados, y garantizar un suministro de energía seguro y confiable en hospitales, bancos, centros de comando y control, centros de procesamiento de datos, industrias de materiales químicos y precisión. industrias manufactureras.Juega un papel importante.
Fuente de alimentación de 4 SAI.El continuo y rápido desarrollo de la economía de China ha llevado a la descentralización de las necesidades de los usuarios de suministro de energía UPS, lo que ha provocado que más industrias y más empresas tengan una demanda continua de suministro de energía UPS.
En comparación con las baterías de plomo-ácido, las baterías de fosfato de hierro y litio tienen las ventajas de un ciclo de vida prolongado, seguridad y estabilidad, protección ambiental ecológica y una baja tasa de autodescarga.será ampliamente utilizado.

Aplicaciones en otros campos

Las baterías de fosfato de hierro y litio también se utilizan ampliamente en el campo militar debido a su buen ciclo de vida, seguridad, rendimiento a baja temperatura y otras ventajas.El 10 de octubre de 2018, una empresa de baterías de Shandong hizo una fuerte aparición en la primera Exposición de Logros de Innovación Tecnológica de Integración Civil-Militar de Qingdao y exhibió productos militares, incluidas baterías militares de temperatura ultrabaja de -45 ℃.