DKSESS 100KW OFF GRID/HYBRID ALT-I-ETT SOLKRAFTSYSTEM

Sammenligning av batterier i energilagringssystemer
Batteritypen energilagring er kjemisk energilagring. Den kan deles inn i blybatterier, litiumbatterier, nikkelhydrogenbatterier, væskestrømsbatterier (vanadiumbatterier), natriumsvovelbatterier, blykarbonbatterier osv. i henhold til den valgte batteritypen.

1. Blybatteri
Blybatterier er kolloidbatterier og væskebatterier (såkalt vanlige blybatterier). Disse to batteritypene brukes i forskjellige regioner. Kolloidbatterier har sterk kuldebestandighet, og arbeidsenergieffektiviteten er mye bedre enn væskebatterier når temperaturen er under 15 °C, og varmeisolasjonsytelsen er utmerket.

Kolloid blybatteri er en forbedring av vanlige blybatterier med flytende elektrolytt. Kolloidelektrolytten brukes til å erstatte svovelsyreelektrolytten, noe som er bedre enn vanlige batterier når det gjelder sikkerhet, lagringskapasitet, utladningsytelse og levetid. Kolloidalt blybatteri bruker gelelektrolytt, og det er ingen fri væske inni. Under samme volum har elektrolytten stor kapasitet, stor varmekapasitet og sterk varmespredningsevne, noe som kan unngå termisk runaway-fenomenet i vanlige batterier. Korrosjonen på elektrodeplaten er svak på grunn av lav elektrolyttkonsentrasjon. Konsentrasjonen er jevn og det er ingen elektrolyttlagdeling.

Vanlige blybatterier er en type batteri der elektroden hovedsakelig er laget av bly og dets oksid, og elektrolytten er svovelsyreløsning. I utladet tilstand av et blybatteri er hovedkomponenten i den positive elektroden blydioksid, og hovedkomponenten i den negative elektroden er bly. I ladetilstand er hovedkomponentene i de positive og negative elektrodene blysulfat. Den nominelle spenningen til et enkeltcellet blybatteri er 2,0 V, som kan utlades til 1,5 V og lades til 2,4 V. I bruksområder brukes ofte seks enkeltcellede blybatterier i serie for å danne et 12 V nominelt blybatteri, samt 24 V, 36 V, 48 V, osv.

Fordelene inkluderer hovedsakelig: sikker tetting, luftutløsningssystem, enkelt vedlikehold, lang levetid, stabil kvalitet, høy pålitelighet og vedlikeholdsfri; Ulempen er at blyforurensningen er stor og energitettheten er lav (det vil si for tung).

2. Litiumbatteri
"Litiumbatteri" er en type batteri med litiummetall eller litiumlegering som katodemateriale og ikke-vandig elektrolyttløsning. Det er delt inn i to kategorier: litiummetallbatteri og litiumionbatteri.

Litiummetallbatterier bruker vanligvis mangandioksid som katodemateriale, metalllitium eller dets legeringsmetall som katodemateriale, og bruker ikke-vandig elektrolyttløsning. Litiumionbatterier bruker vanligvis litiumlegeringsmetalloksider som katodemateriale, grafitt som katodemateriale og ikke-vandige elektrolytter. Litiumionbatterier inneholder ikke metallisk litium og kan lades opp. Litiumbatteriet vi bruker i energilagring er et litiumionbatteri, referert til som et "litiumbatteri".

Litiumbatteriene som brukes i energilagringssystemer inkluderer hovedsakelig: litiumjernfosfatbatterier, ternære litiumbatterier og litiummanganatbatterier. Enkeltbatterier har høy spenning, bredt driftstemperaturområde, høy spesifikk energi og effektivitet, og lav selvutladingshastighet. Sikkerheten og levetiden kan forbedres ved å bruke beskyttelses- og utjevningskretser. Med tanke på fordelene og ulempene ved ulike batterier har litiumbatterier derfor blitt førstevalget for energilagringskraftverk på grunn av deres relativt modne industrikjede, sikkerhet, pålitelighet og miljøvennlighet.

De viktigste fordelene er: lang levetid, høy lagringsenergitetthet, lett vekt og sterk tilpasningsevne; Ulempene er dårlig sikkerhet, enkel eksplosjon, høye kostnader og begrensede bruksforhold.

Litiumjernfosfat
Litiumjernfosfatbatteri refererer til litiumionbatterier som bruker litiumjernfosfat som katodemateriale. Katodematerialene i litiumionbatterier inkluderer hovedsakelig litiumkobalat, litiummanganat, litiumnikkeloksid, ternære materialer, litiumjernfosfat, etc. Litiumkobalat er katodematerialet som brukes i de fleste litiumionbatterier.

Litiumjernfosfat som materiale for litiumbatterier dukket først opp i de senere årene. Det var i 2005 at et litiumjernfosfatbatteri med høy kapasitet ble utviklet i Kina. Sikkerhetsytelsen og sykluslevetiden er uforlignelig med andre materialer. Sykluslevetiden for 1C-lading og -utlading når 2000 ganger. Overladingsspenningen til et enkelt batteri er 30 V, noe som ikke vil brenne eller punkteres, og det vil ikke eksplodere. Litiumionbatterier med stor kapasitet laget av litiumjernfosfatkatodematerialer er enklere å bruke i serie for å dekke behovene for hyppig lading og utlading av elektriske kjøretøy.

Litiumjernfosfat er et giftfritt, forurensningsfritt, trygt, har et bredt anskaffet råmateriale, er billig, har lang levetid og har andre fordeler. Det er et ideelt katodemateriale for nye generasjoners litiumionbatterier. Litiumjernfosfatbatterier har også sine ulemper. For eksempel er tamptettheten til litiumjernfosfatkatodematerialet liten, og volumet til litiumjernfosfatbatterier med samme kapasitet er større enn litiumionbatterier som litiumkobalat, så det har ingen fordeler i mikrobatterier.

På grunn av de iboende egenskapene til litiumjernfosfat, er lavtemperaturytelsen dårligere enn andre katodematerialer som litiummanganat. Generelt sett, for en enkelt celle (merk at det er en enkelt celle i stedet for en batteripakke), kan den målte lavtemperaturytelsen til batteripakken være litt høyere,

Dette er relatert til varmespredningsforholdene), kapasitetsretensjonen er omtrent 60~70 % ved 0 ℃, 40~55 % ved -10 ℃ og 20~40 % ved -20 ℃. Slik lavtemperaturytelse kan åpenbart ikke oppfylle kravene til strømforsyningen. For tiden har noen produsenter forbedret lavtemperaturytelsen til litiumjernfosfat ved å forbedre elektrolyttsystemet, forbedre formelen for den positive elektroden, forbedre materialytelsen og forbedre designen av cellestrukturen.

Ternært litiumbatteri
Ternært polymerlitiumbatteri refererer til litiumbatterier der katodematerialet er litiumnikkel-koboltmanganat (Li(NiCoMn)O2) ternært katodemateriale. Det ternære komposittkatodematerialet er laget av nikkelsalt, koboltsalt og mangansalt som råmaterialer. Andelen nikkel, kobolt og mangan i det ternære polymerlitiumbatteriet kan justeres i henhold til faktiske behov. Batterier med ternært materiale som katode har høy sikkerhet sammenlignet med litiumkoboltbatterier, men spenningen er for lav.

De viktigste fordelene er: god syklusytelse; Ulempen er at bruken er begrenset. På grunn av innstrammingen av innenrikspolitikken for ternære litiumbatterier, har imidlertid utviklingen av ternære litiumbatterier en tendens til å avta.

Litiummanganatbatteri
Litiummanganatbatteri er et av de mer lovende litiumionkatodematerialene. Sammenlignet med tradisjonelle katodematerialer som litiumkobalat, har litiummanganat fordelene med rike ressurser, lave kostnader, ingen forurensning, god sikkerhet, god multiplikasjonsytelse, osv. Det er et ideelt katodemateriale for kraftbatterier. Imidlertid begrenser den dårlige syklusytelsen og elektrokjemiske stabiliteten industrialiseringen i stor grad. Litiummanganat omfatter hovedsakelig spinell-litiummanganat og lagdelt litiummanganat. Spinell-litiummanganat har en stabil struktur og er lett å realisere industriell produksjon. Dagens markedsprodukter har alle denne strukturen. Spinell-litiummanganat tilhører det kubiske krystallsystemet, Fd3m-romgruppen, og den teoretiske spesifikke kapasiteten er 148 mAh/g. På grunn av den tredimensjonale tunnelstrukturen kan litiumioner reversibelt løsnes fra spinellgitteret uten å forårsake kollaps av strukturen, slik at den har utmerket forstørrelsesytelse og stabilitet.

3. NiMH-batteri
NiMH-batterier er en type batteri med god ytelse. Det positive aktive stoffet i nikkelhydrogenbatterier er Ni(OH)2 (kalt NiO-elektrode), det negative aktive stoffet er metallhydrid, også kalt hydrogenlagringslegering (kalt hydrogenlagringselektrode), og elektrolytten er 6 mol/L kaliumhydroksidløsning.

Nikkelmetallhydridbatterier er delt inn i høyspenningsnikkelmetallhydridbatterier og lavspenningsnikkelmetallhydridbatterier.

Lavspennings-nikkelmetallhydridbatterier har følgende egenskaper: (1) Batterispenningen er 1,2–1,3 V, som tilsvarer nikkel-kadmiumbatterier; (2) Høy energitetthet, mer enn 1,5 ganger den for nikkel-kadmiumbatterier; (3) Rask lading og utlading, god ytelse ved lav temperatur; (4) Tetningsbar, sterk motstand mot overlading og utlading; (5) Ingen generering av dendrittiske krystaller, noe som kan forhindre kortslutning i batteriet; (6) Sikker og pålitelig, ingen forurensning av miljøet, ingen minneeffekt osv.

Høyspennings-nikkelhydrogenbatterier har følgende egenskaper: (1) Sterk pålitelighet. Det har god beskyttelse mot overutlading og overlading, tåler høy utladningshastighet og har ingen dendrittdannelse. Det har gode spesifikke egenskaper. Den spesifikke massekapasiteten er 60A · t/kg, som er 5 ganger så høy som et nikkel-kadmiumbatteri. (2) Lang sykluslevetid, opptil tusenvis av ganger. (3) Fullstendig forseglet, mindre vedlikehold. (4) Lavtemperaturytelsen er utmerket, og kapasiteten endres ikke vesentlig ved -10 ℃.

De viktigste fordelene med NiMH-batterier er: høy energitetthet, rask lade- og utladingshastighet, lett vekt, lang levetid, ingen miljøforurensning; Ulempene er liten minneeffekt, flere administrasjonsproblemer og enkel smelting av en enkelt batteriseparator.

4. Strømningscelle
Væskestrømningsbatteri er en ny type batteri. Væskestrømningsbatteri er et høyytelsesbatteri som bruker positiv og negativ elektrolytt til å separere og sirkulere separat. Det har egenskapene høy kapasitet, bredt bruksområde (miljø) og lang levetid. Det er et nytt energiprodukt for tiden.

Væskestrømsbatterier brukes vanligvis i energilagringssystemer for kraftverk, som består av en stabelenhet, en lagrings- og forsyningsenhet for elektrolyttløsning og elektrolyttløsning, en kontroll- og styringsenhet, etc. Kjernen består av en stabel og (stabelen består av dusinvis av celler for oksidasjonsreduksjonsreaksjon) og en enkelt celle for lading og utlading i henhold til spesifikke krav i serie, og strukturen ligner på en brenselcellestabel.

Vanadiumstrømningsbatteri er en ny type kraftlagrings- og energilagringsutstyr. Det kan ikke bare brukes som en støttende energilagringsenhet for sol- og vindkraftproduksjon, men kan også brukes til toppavlastning av strømnettet for å forbedre stabiliteten i strømnettet og sikre sikkerheten til strømnettet. Hovedfordelene er: fleksibel layout, lang sykluslevetid, rask responstid og ingen skadelige utslipp. Ulempen er at energitettheten varierer mye.

5. Natriumsvovelbatteri
Natriumsvovelbatteriet består av en positiv pol, en negativ pol, en elektrolytt, en membran og et skall. I motsetning til vanlige sekundærbatterier (blybatterier, nikkelkadmiumbatterier osv.) består natriumsvovelbatteriet av en smeltet elektrode og en fast elektrolytt. Den negative polens aktive substans er smeltet metallnatrium, og den positive polens aktive substans er flytende svovel og smeltet natriumpolysulfid. Sekundærbatteriet har metallnatrium som negativ elektrode, svovel som positiv elektrode og et keramisk rør som elektrolyttseparator. Under en viss arbeidsgrad kan natriumioner reagere reversibelt med svovel gjennom elektrolyttmembranen for å frigjøre og lagre energi.

Som en ny type kjemisk kraftkilde har denne typen batteri blitt mye utviklet siden den ble opprettet. Natriumsvovelbatterier er små i størrelse, har stor kapasitet, lang levetid og høy effektivitet. Det er mye brukt i elektrisk energilagring som toppavskjæring og dalfylling, nødstrømforsyning og vindkraftproduksjon.

De viktigste fordelene er som følger: 1) Den har høyere spesifikk energi (dvs. effektiv elektrisk energi per masseenhet eller volumenhet av batteriet). Den teoretiske spesifikke energien er 760 Wh/kg, som faktisk har oversteget 150 Wh/kg, 3–4 ganger så mye som for et blysyrebatteri. 2) Samtidig kan den utlades med stor strøm og høy effekt. Utladningsstrømtettheten kan vanligvis nå 200–300 mA/cm2, og den kan frigjøre 3 ganger sin iboende energi på et øyeblikk; 3) Høy lade- og utladningseffektivitet.

Natriumsvovelbatteriet har også ulemper. Arbeidstemperaturen er 300–350 ℃, så batteriet må varmes opp og holdes varmt under drift. Dette problemet kan imidlertid løses effektivt ved å bruke høytytende vakuumisolasjonsteknologi.

6. Blykarbonbatteri
Blykarbonbatteri er en type kapasitivt blybatteri, som er en teknologi utviklet fra tradisjonelle blybatterier. Det kan forbedre levetiden til blybatterier betydelig ved å tilsette aktivt karbon til batteriets negative pol.

Blykarbonbatteriet er en ny type superbatteri som kombinerer blysyrebatteriet og superkondensatoren. Det utnytter ikke bare fordelene med umiddelbar lading med høy kapasitet fra superkondensatoren, men utnytter også den spesifikke energifordelen til blysyrebatteriet. Det har svært god lade- og utladingsytelse – det kan lades fullt på 90 minutter (hvis blysyrebatteriet lades og utlades på denne måten, er levetiden mindre enn 30 ganger lengre). I tillegg forhindres sulfatering av den negative elektroden på grunn av tilsetning av karbon (grafen), noe som reduserer risikoen for batterifeil og forlenger batteriets levetid.

Blykarbonbatteriet er en blanding av asymmetrisk superkondensator og blybatteri i form av intern parallellkobling. Som en ny type superbatteri er blykarbonbatteriet en kombinasjon av teknologiene til blybatterier og superkondensatorer. Det er et energilagringsbatteri med dobbel funksjon, med både kapasitive egenskaper og batteriegenskaper. Derfor utnytter det ikke bare fordelene med umiddelbar lading av superkondensatorer med stor kapasitet, men også energifordelene til blybatterier, som kan lades fullt på en time. Det har god lade- og utladningsytelse. På grunn av bruken av blykarbonteknologi er ytelsen til blykarbonbatteriet langt bedre enn tradisjonelle blybatterier, som kan brukes i nye energikjøretøyer, som hybridbiler, elsykler og andre felt. Det kan også brukes innen ny energilagring, som vindkraftproduksjon og energilagring.