Ⅰ:Prehľad lítium-železo-fosfátových batérií (LiFePO4)
Čo je to lítium-železofosfátová batéria (LiFePO4)? Batéria LiFePO4 využíva ako materiál kladnej elektródy fosforečnan lítno-železitý. Menovité napätie jednej LiFePO4 batérie je 3,2 V a napätie prerušenia nabíjania je 3,6 V ~ 3,65 V. LiFePO4 podporuje expanziu a ukladá veľkú elektrickú energiu po vytvorení systému skladovania energie. Systém skladovania energie batérie LiFePO4 pozostáva z LiFePO4 batérie, Battery Management System (BMS), usmerňovača, meniča, centrálneho monitorovacieho systému, transformátora atď.
Ako všetci vieme, popularita na trhu neustále rastie, čo je určené vlastnosťami batérie LiFePO4:
1. Dobrý bezpečnostný výkon, dlhá životnosť cyklu, bez horenia a bez výbuchu pri prebití;
2. Dobrý výkon pri vysokej teplote, rozsah pracovnej teploty 20 stupňov ~ 70 stupňov;
3. dlhá životnosť cyklu, väčšia alebo rovná 4000-krát;
4. Rýchle nabíjanie s možnosťou rýchleho nabíjania 1C-5C, výrazne
skrátenie doby nabíjania;
5. Vysoké pracovné napätie a vysoká hustota energie
6. Zelená a ochrana životného prostredia, žiadne škodlivé látky, žiadne znečistenie životného prostredia;
7. Významné ekonomické prínosy, obnoviteľná energia;
Ⅱ: Štrukturálne vlastnosti batérie LiFePO4:
1. Pozitívna elektróda: LiFePO4 s olivínovou štruktúrou, kladná elektróda spája hliníkovú fóliu;
2. Záporná elektróda: zložená z uhlíka alebo grafitu; záporná elektróda spája medenú fóliu.
3. Membrána: Membrána oddeľuje batériu od kladnej elektródy; materiálom membrány je polymér;
4. Elektrolyty: ako hexafluorofosfát lítny, chloristan lítny, tetrafluoroborát lítny atď.
5. Elektrolyt: etylénkarbonát, propylénkarbonát, dimetylkarbonát, etylbutyrát, fluóretylénkarbonát, lítiumbis-oxalátborát, lítiumhexafluórfosfát.
6. Izolačné materiály, poistné ventily, tesniace krúžky, škrupiny atď.
Ⅲ:Princíp nabíjania a vybíjania LiFePO4 batérie
Stručne povedané, počas procesu nabíjania lítiové ióny Li plus v kladnej elektróde LiFePO4 migrujú na zápornú elektródu cez separátor polyméru; počas procesu vybíjania lítiové ióny Li plus v zápornej elektróde opäť migrujú na kladnú elektródu cez separátor.
Princíp nabíjania: Keď sa batéria nabíja, lítiové ióny migrujú z kryštálu LiFePO4 na povrch kryštálu. Pod silou elektrického poľa Li plus vstupuje do elektrolytu, prechádza cez separátor, potom migruje na povrch grafitového kryštálu cez elektrolyt a potom sa vsúva do grafitovej mriežky. Elektróny prúdia cez vodič do kolektora z hliníkovej fólie. Prejdite cez jazýček, kladný pól, vonkajší obvod, záporný pól a záporný pól, prúdiaci do zberača medenej fólie záporného pólu. Nakoniec prúdi ku grafitovej zápornej elektróde cez vodič, aby sa vyrovnal náboj zápornej elektródy. Po deinterkalácii lítnych iónov z fosforečnanu lítno-železitého sa fosforečnan lítno-železnatý premení na fosforečnan železitý.
Princíp vybitia: Pri vybití batérie sa lítiové ióny deinterkalujú z grafitového kryštálu, vstupujú do elektrolytu a potom prechádzajú cez separátor, migrujú na povrch kryštálu fosforečnanu lítneho cez elektrolyt a potom sa znova vložia do mriežky. fosforečnanu lítno-železitého. Cez vodič prúdia elektróny do zberača z medenej fólie. A prúdi do zberača z hliníkovej fólie kladnej elektródy cez jazýček, záporný pól batérie, vonkajší obvod, kladný pól a kladný pól. Potom prúdi ku kladnému pólu fosforečnanu lítneho cez vodič a kladný náboj sa vyrovná. Po interkalácii lítnych iónov do kryštálov fosforečnanu železitého sa fosforečnan železitý premení na fosforečnan lítno-železitý.
Princíp nabíjania a vybíjania
Princíp nabíjania a vybíjania LiFePO4 akumulátorového systému na ukladanie energie: Vo fáze nabíjania prerušované napájanie alebo rozvodná sieť nabíja systém skladovania energie. Striedavý prúd sa usmerňuje na jednosmerný prúd cez usmerňovač, aby sa nabil modul akumulátora energie a potom sa uložila energia. Vo fáze vybíjania sa systém skladovania energie vybíja do siete alebo záťaže. Jednosmerný prúd sa premieňa na striedavý prúd cez menič. A výstup meniča je riadený centrálnym monitorovacím systémom, ktorý môže poskytovať stabilný výkon do siete alebo záťaže.
