محبوبیت دانش حرفه ای صنعت باتری لیتیوم

باتری‌های لیتیوم{0} یونی نوعی سیستم باتری ثانویه قابل شارژ هستند که از اکسید فلزی لیتیوم به عنوان ماده الکترود مثبت، گرافیت به عنوان ماده الکترود منفی و از محلول الکترولیت غیر آبی استفاده می‌کند. اصل کار اصلی آن به جای تکیه بر واکنش اکسیداسیون و کاهش لیتیوم فلزی، مبتنی بر درون‌یابی برگشت‌پذیر و دگربین‌زدایی یون‌های لیتیوم بین الکترودهای مثبت و منفی در هنگام شارژ و تخلیه است. این به باتری‌های لیتیوم{4} یونی مزایای قابل توجهی نسبت به باتری‌های فلزی لیتیوم سنتی از نظر ایمنی، عمر چرخه و چگالی انرژی می‌دهد. از منظر شکل محصول، سلول باتری لیتیوم{6} یون اصلی است که انواع مختلفی از بسته های باتری را تشکیل می دهد. هنگامی که چندین سلول با هم ترکیب می شوند و به صورت سری و موازی بسته بندی می شوند، یک بسته باتری لیتیومی یا بسته باتری یونی لیتیوم{8}} تشکیل می شود.

 

برای سناریوهای کاربردی ترمینال، محصولات ویژه توسعه یافته برای زمینه های فتوولتائیک و ذخیره انرژی شامل باتری های لیتیوم{0} یونی برای محصولات خورشیدی، سیستم های ذخیره انرژی خورشیدی بسته باتری های لیتیومی، و باتری های لیتیوم یونی برای سیستم انرژی خورشیدی هستند. علاوه بر این، باتری‌های لیتیوم سوپرپک نوعی محصول باتری ویژه با-بسته‌بندی با قابلیت اطمینان بالا و سازگاری گسترده-درجه حرارت را نشان می‌دهند، در حالی که کیت بسته باتری راه‌حل‌های اجزای مدولار را برای یکپارچه‌کننده‌های سیستم ارائه می‌دهد. از منظر طبقه بندی مهندسی، باتری های لیتیومی را می توان به سه نوع استوانه ای، مربعی و بسته بندی نرم با توجه به فرم بسته بندی تقسیم کرد. هر فرم تاکید خاص خود را بر کارایی گروه بندی، ظرفیت اتلاف حرارت و استحکام مکانیکی دارد و برای سناریوهای کاربردی مختلف مناسب است.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

باتری‌های لیتیومی معمولاً دو شکل دارند: استوانه‌ای و مربعی که داخل آن‌ها به صورت مارپیچی یا گروه‌های الکترود روی هم چیده شده‌اند. الکترود مثبت از اکسید کبالت لیتیوم، منگنات لیتیوم، فسفات آهن لیتیوم یا مواد سه تایی پوشیده شده روی فویل آلومینیومی تشکیل شده است و فویل آلومینیومی به عنوان جمع کننده جریان مثبت عمل می کند. الکترود منفی از گرافیت مصنوعی یا گرافیت طبیعی پوشیده شده روی فویل مسی تشکیل شده است و فویل مسی به عنوان جمع کننده جریان منفی عمل می کند. لایه‌ای از پلی‌اتیلن یا پلی‌پروپیلن بسیار نازک و بسیار نازک و با نفوذپذیری بالا، به‌عنوان ماده ایزوله بین الکترودهای مثبت و منفی استفاده می‌شود. داخل باتری با محلول الکترولیت آلی پر شده است. علاوه بر این، یک سوپاپ ایمنی و یک عنصر PTC (که در برخی از انواع استوانه‌ای استفاده می‌شود) در بالای هسته باتری نصب می‌شوند تا از باتری در برابر آسیب در زمانی که باتری در حالت غیرعادی است یا خروجی اتصال کوتاه-هستند، محافظت می‌کند. ولتاژ اسمی یک باتری لیتیوم یونی 3.7 ولت است (سیستم فسفات آهن لیتیوم 3.2 ولت است). با توجه به ظرفیت محدود یک باتری، در کاربردهای عملی، سلول های متعدد اغلب به صورت سری برای افزایش ولتاژ و به طور موازی برای افزایش ظرفیت برای پاسخگویی به پلت فرم ولتاژ و ظرفیت انرژی مورد نیاز دستگاه های مختلف متصل می شوند.

 

از منظر فرآیند تولید، تولید محصولات تخصصی ذخیره‌سازی انرژی مانند باتری برای لیتیوم{0}}سیستم ذخیره‌سازی انرژی یونی به ده‌ها فرآیند مانند پوشش قطعه قطبی، نورد، شکاف، سیم‌پیچ/لامینیت، تزریق مایع، تشکیل، و جداسازی حجمی نیاز دارد. در میان آنها، فرآیند تولید قطعه قطب دارای الزامات بسیار بالایی برای یکنواختی ضخامت پوشش (تحمل کنترل شده در ± 1.5 میکرومتر)، هم ترازی قطعه قطب (انحراف بیش از 0.5 میلی متر) و کنترل سوراخ (ارتفاع سوراخ بیش از 15 میکرومتر) است. برای آب بندی پوسته و روکش از جوش لیزری استفاده می شود. نفوذ جوش باید با دقت در محدوده 0.3-0.8 میلی متر کنترل شود و هیچ منافذ نفوذی یا نقص پاشیدن وجود نداشته باشد. فرآیند تشکیل اولین فرآیند الکتروشیمیایی است که باتری را فعال می کند و باید در یک محیط کاملاً کنترل شده دما انجام شود. اولین جریان شارژ معمولاً بین 0.05 تا 0.1 درجه سانتیگراد تنظیم می شود تا تشکیل یک لایه رابط الکترولیت جامد پایدار را تقویت کند.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

باتری های لیتیوم یونی سیستم خانه خورشیدی به طور ویژه برای سیستم های ذخیره انرژی فتوولتائیک خانگی طراحی شده اند. الزامات اصلی آن شامل محدوده دمای عملیاتی گسترده (-20 درجه تا 60 درجه)، طول عمر چرخه حداقل 6000 بار، و سطح حفاظت IP65 یا بالاتر برای انطباق با محیط‌های نصب در فضای باز است. باتری‌های خورشیدی لیتیوم به طور گسترده در ایستگاه‌های برق فتوولتائیک خاموش شبکه، منابع تغذیه پشتیبان برای ایستگاه‌های پایه ارتباطی و سیستم‌های ریزشبکه در مناطق دورافتاده استفاده می‌شوند. مشخصات ظرفیت آنها معمولاً بین 2.5 کیلووات ساعت تا 20 کیلووات ساعت است و می تواند به طور موازی با توجه به تقاضای بار افزایش یابد. در زمینه نیروگاه‌های ذخیره‌سازی انرژی در مقیاس بزرگ، بسته باتری‌های لیتیومی سیستم‌های ذخیره انرژی خورشیدی به سبک کانتینری یا کابینتی مستقر می‌شود. ظرفیت یک سیستم واحد می تواند به سطح مگاوات ساعت برسد و در تنظیم فرکانس و پیک شبکه برق و یکپارچه سازی و مصرف شبکه انرژی تجدیدپذیر مشارکت کند.

 

باتری لیتیوم یونی برای سیستم انرژی خورشیدی بر سازگاری ارتباطی با اینورترهای فتوولتائیک، مبدل‌های ذخیره انرژی و سیستم‌های مدیریت انرژی تأکید دارد و معمولاً از پروتکل‌های متعددی مانند CAN bus، RS485 و Modbus پشتیبانی می‌کند. باتری‌های لیتیوم سوپرپک به دلیل عملکرد عالی در تخلیه دمای پایین (بیش از 70 درصد ظرفیت نامی را می‌توان در یک محیط -30 درجه تخلیه کرد) و ساختار مهر و موم شده بسیار قابل اعتماد، برای شرایط کاری سخت مانند ایستگاه‌های پایه بدون مراقبت، تجهیزات تحقیقات علمی قطبی و وسایل نقلیه ویژه مناسب هستند. کیت بسته باتری، یکپارچه‌سازهای سیستم را با ماژول‌های باتری استاندارد، بردهای برد BMS، قطعات ساختاری و اجزای دسته سیم‌ها فراهم می‌کند که پیچیدگی و چرخه توسعه یکپارچه را به میزان قابل توجهی کاهش می‌دهد.

 

در زمینه باتری‌های نیرو، باتری‌های لیتیوم{0} یون به طور گسترده در خودروهای سواری برقی، اتوبوس‌های برقی، وسایل نقلیه لجستیکی و وسایل نقلیه مهندسی خاص استفاده می‌شوند. زمینه ذخیره سازی انرژی سه بخش عمده بازار را پوشش می دهد: نیروگاه های بزرگ، ذخیره سازی انرژی صنعتی و تجاری، و ذخیره انرژی خانگی. حوزه لوازم الکترونیکی مصرفی شامل گوشی‌های هوشمند، لپ‌تاپ، دستگاه‌های پوشیدنی و هواپیماهای بدون سرنشین است. به‌عنوان فرم محصول نهایی برای-انواع برنامه‌های ذکر شده در بالا، طراحی بسته باتری لیتیوم- باید به طور جامع شاخص‌های چند بعدی مانند چگالی انرژی، چگالی توان، مدیریت حرارتی، حفاظت مکانیکی و ایمنی الکتریکی را در نظر بگیرد. این یک محصول بسیار یکپارچه از الکتروشیمی، مهندسی مکانیک و فناوری الکترونیک قدرت است.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

در مقایسه با باتری‌های سنتی-سرب اسید و نیکل-باتری‌های هیدرید فلزی، باتری‌های لیتیوم- مزایای قابل‌توجهی در ابعاد عملکردی متعدد نشان می‌دهند. از نظر چگالی انرژی، باتری‌های لیتیومی- می‌توانند به 460-600 وات ساعت بر کیلوگرم برسند، که تقریباً 6{17}}7 برابر باتری‌های سرب{18}}اسیدی است، که به این معنی است که انرژی الکتریکی بیشتری را می‌توان تحت وزن یکسان ذخیره کرد. از نظر طول عمر چرخه، باتری هایی که از کاتدهای لیتیوم فسفات آهن استفاده می کنند می توانند بیش از 6000 سیکل را تحت شرایط شارژ و دشارژ 1 درجه سانتی گراد و عمق دشارژ 100 درصد به دست آورند و عمر مفید آنها می تواند به بیش از 6 سال برسد. از نظر ولتاژ نامی، ولتاژ کاری یک سلول 3.7 ولت یا 3.2 ولت است که تقریباً برابر با ولتاژ سری سه باتری نیکل-هیدرید فلزی یا نیکل{26}}کادمیم است، که تشکیل یک بسته باتری با ولتاژ بالاتر را آسان‌تر می‌کند. از نظر استقامت بالا، باتری فسفات آهن لیتیومی می‌تواند نرخ تخلیه آنی 15-30 درجه سانتیگراد را پشتیبانی کند تا نیازهای شتاب و صعود خودرو را برآورده کند. نرخ خود تخلیه بسیار کم است و معمولاً می توان آن را زیر 1٪ در ماه کنترل کرد، که کمتر از 1/20 باتری های نیکل هیدرید فلز است. از نظر وزن، وزن همان حجم تنها 1/6 تا 1/5 محصولات سرب اسیدی است. از نظر سازگاری با دمای بالا و پایین، می توان آن را در محیط های 20- تا 60 درجه استفاده کرد و پس از پردازش خاص می تواند به 45- درجه برسد.

 

از نظر حفاظت از محیط زیست سبز فاقد فلزات سنگین سمی و مضر مانند سرب، جیوه و کادمیوم است و اساساً در فرآیند تولید هیچ گونه منابع آبی مصرف نمی شود. با این حال، باتری‌های لیتیوم{1} یونی نیز دارای چندین محدودیت مهندسی هستند. ابتدا، تمام باتری‌های لیتیوم{3}} باید به مدارهای حفاظتی مجهز شوند تا از شارژ بیش از حد، تخلیه بیش از حد و جریان بیش از حد- جلوگیری شود که این امر پیچیدگی و هزینه سیستم را افزایش می‌دهد. دوم، باتری های سیستم اکسید کبالت لیتیوم را نمی توان در جریان های بالا تخلیه کرد و ایمنی ضعیفی دارند. سوم، شرایط تولید بسیار سخت است - فرآیندهای کلیدی مانند پوشش الکترود، سیم پیچی و تزریق مایع باید در اتاق خشک کن با نقطه شبنم زیر 40 درجه انجام شود که منجر به سرمایه گذاری تجهیزات و هزینه های عملیاتی بالا می شود. چهارم، محدودیت هایی در شرایط استفاده وجود دارد. استفاده در دماهای خیلی بالا یا خیلی پایین باعث تسریع پیری و حتی ایجاد خطرات ایمنی می شود.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

اگر می‌خواهید قابلیت اطمینان{0} بالا را سفارشی کنیدباتری فلاش باتری های لیتیومیو پشتیبانی از راه حل های سیستمی برای پروژه انرژی جدید شما، تیم مهندسی ما می تواند مشخصات فنی دقیق و پشتیبانی برنامه را برای کمک به شما در ایجاد رقابتی ترین معماری ذخیره انرژی ارائه دهد.