Batteria LiFePO4

La batteria al litio ferro fosfato è una batteria agli ioni di litio che utilizza litio ferro fosfato (LiFePO4) come materiale dell'elettrodo positivo e carbonio come materiale dell'elettrodo negativo.
Durante il processo di carica, alcuni degli ioni di litio nel fosfato di litio ferro vengono estratti, trasferiti all'elettrodo negativo attraverso l'elettrolita e incorporati nel materiale di carbonio dell'elettrodo negativo;allo stesso tempo, gli elettroni vengono rilasciati dall'elettrodo positivo e raggiungono l'elettrodo negativo dal circuito esterno per mantenere l'equilibrio della reazione chimica.Durante il processo di scarica, gli ioni di litio vengono estratti dall'elettrodo negativo e raggiungono l'elettrodo positivo attraverso l'elettrolita.Allo stesso tempo, l'elettrodo negativo rilascia elettroni e raggiunge l'elettrodo positivo dal circuito esterno per fornire energia al mondo esterno.
Le batterie LiFePO4 presentano i vantaggi di alta tensione di lavoro, alta densità di energia, lunga durata, buone prestazioni di sicurezza, basso tasso di autoscarica e nessun effetto memoria.
Caratteristiche strutturali della batteria
Il lato sinistro della batteria al litio ferro fosfato è un elettrodo positivo composto da un materiale LiFePO4 con struttura olivina, che è collegato all'elettrodo positivo della batteria tramite un foglio di alluminio.A destra si trova l'elettrodo negativo della batteria composto da carbonio (grafite), che è collegato all'elettrodo negativo della batteria tramite una lamina di rame.Al centro c'è un separatore polimerico, che separa l'elettrodo positivo dall'elettrodo negativo, e gli ioni di litio possono passare attraverso il separatore ma gli elettroni no.L'interno della batteria è pieno di elettrolito e la batteria è sigillata ermeticamente da un involucro metallico.

Caratteristiche della batteria al litio ferro fosfato
Maggiore densità energetica

Secondo i rapporti, la densità energetica della batteria al litio ferro fosfato con guscio quadrato in alluminio prodotta in serie nel 2018 è di circa 160 Wh/kg.Nel 2019 alcuni ottimi produttori di batterie riusciranno probabilmente a raggiungere il livello di 175-180Wh/kg.La tecnologia del chip e la capacità sono state ingrandite oppure è possibile raggiungere 185 Wh/kg.
buone prestazioni di sicurezza
Le prestazioni elettrochimiche del materiale catodico della batteria al litio ferro fosfato sono relativamente stabili, il che determina la presenza di una piattaforma di carica e scarica stabile.Pertanto, la struttura della batteria non cambierà durante il processo di carica e scarica e non brucerà né esploderà.È ancora molto sicuro in condizioni speciali come la ricarica, la spremitura e l'agopuntura.

Ciclo di vita lungo

La durata del ciclo 1C delle batterie al litio ferro fosfato raggiunge generalmente 2.000 volte, o anche più di 3.500 volte, mentre il mercato dello stoccaggio dell'energia richiede più di 4.000-5.000 volte, garantendo una durata di servizio di 8-10 anni, che è superiore a 1.000 cicli di batterie ternarie.La durata del ciclo delle batterie al piombo-acido a lunga durata è di circa 300 volte.
Applicazione industriale della batteria al litio ferro fosfato

Applicazione del settore dei veicoli a nuova energia

Il “Piano di sviluppo dell’industria dei veicoli a nuova energia e a risparmio energetico” del mio Paese propone che “l’obiettivo generale dello sviluppo dei veicoli a nuova energia nel mio Paese sia: entro il 2020, la produzione cumulativa e le vendite di veicoli a nuova energia raggiungeranno i 5 milioni di unità, e il La scala industriale dei veicoli a risparmio energetico e di nuova energia si classificherà a livello mondiale.prima fila".Le batterie al litio ferro fosfato sono ampiamente utilizzate nelle autovetture, nelle autovetture, nei veicoli logistici, nei veicoli elettrici a bassa velocità, ecc. grazie ai vantaggi di buona sicurezza e basso costo.Influenzate dalla politica, le batterie ternarie occupano una posizione dominante con il vantaggio della densità energetica, ma le batterie al litio ferro fosfato continuano ad avere vantaggi insostituibili nelle autovetture, nei veicoli logistici e in altri campi.Nel settore delle autovetture, le batterie al litio ferro fosfato rappresentano circa il 76%, 81%, 78% del 5°, 6° e 7° lotto del "Catalogo dei modelli raccomandati per la promozione e l'applicazione di veicoli a nuova energia" (di seguito denominato “Catalogo”) nel 2018. %, mantenendo comunque il mainstream.Nel campo dei veicoli speciali, le batterie al litio ferro fosfato hanno rappresentato rispettivamente circa il 30%, 32% e 40% del 5°, 6° e 7° lotto del “Catalogo” nel 2018, e la percentuale di applicazioni è progressivamente aumentata .
Yang Yusheng, accademico dell'Accademia cinese di ingegneria, ritiene che l'uso di batterie al litio ferro fosfato nel mercato dei veicoli elettrici ad autonomia estesa non solo possa migliorare la sicurezza dei veicoli, ma anche sostenere la commercializzazione dei veicoli elettrici ad autonomia estesa, eliminando il chilometraggio, la sicurezza, il prezzo e il costo dei veicoli elettrici puri.Ansia per la ricarica, conseguenti problemi alla batteria, ecc. Nel periodo dal 2007 al 2013, molte case automobilistiche hanno lanciato progetti di veicoli elettrici puri ad autonomia estesa.

Avviare l'applicazione all'alimentazione

Oltre alle caratteristiche delle batterie al litio di potenza, la batteria di avviamento al litio ferro fosfato ha anche la capacità di erogare elevata potenza istantaneamente.La tradizionale batteria al piombo viene sostituita da una batteria al litio con un'energia inferiore a un chilowattora, mentre il tradizionale motorino di avviamento e il generatore vengono sostituiti da un motore BSG., non ha solo la funzione di start-stop al minimo, ma ha anche le funzioni di spegnimento del motore e di coasting, coasting e recupero di energia in frenata, booster di accelerazione e crociera elettrica.

Applicazioni nel mercato dello stoccaggio dell'energia

La batteria LiFePO4 presenta una serie di vantaggi unici come alta tensione di lavoro, alta densità di energia, lunga durata di ciclo, basso tasso di autoscarica, nessun effetto memoria, protezione ambientale ecologica, ecc. E supporta l'espansione continua, adatta per impianti elettrici su larga scala lo stoccaggio dell'energia nelle centrali elettriche ad energia rinnovabile ha buone prospettive di applicazione nei settori della connessione sicura alla rete per la produzione di energia, della regolazione dei picchi della rete elettrica, delle centrali elettriche distribuite, degli alimentatori UPS e dei sistemi di alimentazione di emergenza.
Secondo l’ultimo rapporto sullo stoccaggio dell’energia recentemente pubblicato da GTM Research, un’organizzazione internazionale di ricerche di mercato, l’applicazione di progetti di stoccaggio dell’energia lato rete in Cina nel 2018 ha continuato ad aumentare il consumo di batterie al litio ferro fosfato.
Con l’aumento del mercato dello stoccaggio dell’energia, negli ultimi anni, alcune aziende produttrici di batterie elettriche hanno implementato attività di stoccaggio dell’energia per aprire nuovi mercati applicativi per le batterie al litio ferro fosfato.Da un lato, grazie alle caratteristiche di durata ultra lunga, utilizzo sicuro, grande capacità e protezione ambientale ecologica, il fosfato di litio e ferro può essere trasferito nel campo dello stoccaggio energetico, estendendo la catena del valore e promuovendo la creazione di un nuovo modello di business.D’altro canto, il sistema di accumulo dell’energia che supporta la batteria al litio ferro fosfato è diventato la scelta principale sul mercato.Secondo i rapporti, le batterie al litio ferro fosfato sono state provate per essere utilizzate negli autobus elettrici, nei camion elettrici, nella regolazione della frequenza lato utente e lato rete.
1. La produzione di energia da energia rinnovabile come la produzione di energia eolica e la produzione di energia fotovoltaica è collegata in modo sicuro alla rete.La casualità, l’intermittenza e la volatilità intrinseche della produzione di energia eolica determinano che il suo sviluppo su larga scala avrà inevitabilmente un impatto significativo sul funzionamento sicuro del sistema energetico.Con il rapido sviluppo dell’industria dell’energia eolica, in particolare la maggior parte dei parchi eolici nel mio paese sono “sviluppo centralizzato su larga scala e trasmissione a lunga distanza”, la generazione di energia connessa alla rete dei parchi eolici su larga scala pone gravi sfide al gestione e controllo di grandi reti elettriche.
La produzione di energia fotovoltaica è influenzata dalla temperatura ambiente, dall'intensità della luce solare e dalle condizioni meteorologiche, mentre la produzione di energia fotovoltaica presenta le caratteristiche di fluttuazioni casuali.il mio paese presenta una tendenza di sviluppo di “sviluppo decentralizzato, accesso in loco a bassa tensione” e “sviluppo su larga scala, accesso a media e alta tensione”, che propone requisiti più elevati per la regolazione dei picchi della rete elettrica e il funzionamento sicuro dei sistemi energetici.
Pertanto, i prodotti per lo stoccaggio dell’energia di grande capacità sono diventati un fattore chiave per risolvere la contraddizione tra la rete e la generazione di energia rinnovabile.Il sistema di accumulo dell'energia della batteria al litio ferro fosfato ha le caratteristiche di rapida conversione delle condizioni di lavoro, modalità operativa flessibile, alta efficienza, sicurezza e protezione ambientale e forte scalabilità.Problema di controllo della tensione locale, miglioramento dell'affidabilità della produzione di energia rinnovabile e miglioramento della qualità dell'energia, in modo che l'energia rinnovabile possa diventare un'alimentazione continua e stabile.
Con la continua espansione di capacità e scala, e la continua maturità della tecnologia integrata, il costo dei sistemi di stoccaggio dell’energia sarà ulteriormente ridotto.Dopo test di sicurezza e affidabilità a lungo termine, si prevede che i sistemi di accumulo di energia con batterie al litio ferro fosfato verranno utilizzati nelle energie rinnovabili come l’energia eolica e la produzione di energia fotovoltaica.È stato ampiamente utilizzato nella connessione sicura alla rete per la generazione di energia e nel miglioramento della qualità dell'energia.
2 regolazione dei picchi della rete elettrica.Il mezzo principale per la regolazione dei picchi della rete elettrica è sempre stato rappresentato dalle centrali ad accumulo.Poiché la centrale di pompaggio deve costruire due serbatoi, quello superiore e quello inferiore, che sono fortemente limitati dalle condizioni geografiche, non è facile da costruire nell'area di pianura, l'area è ampia e i costi di manutenzione sono elevati.L'uso del sistema di accumulo dell'energia con batterie al litio ferro fosfato per sostituire la centrale elettrica con pompaggio, per far fronte al carico di picco della rete elettrica, non limitato da condizioni geografiche, libera scelta del sito, meno investimenti, meno occupazione del territorio, bassi costi di manutenzione, svolgerà un ruolo importante nel processo di regolamentazione dei picchi della rete elettrica.
3 Centrali elettriche distribuite.A causa dei difetti della grande rete elettrica stessa, è difficile garantire i requisiti di qualità, efficienza, sicurezza e affidabilità dell’alimentazione elettrica.Per unità e aziende importanti, spesso sono necessari alimentatori doppi o anche più alimentatori come backup e protezione.Il sistema di accumulo dell'energia della batteria al litio ferro fosfato può ridurre o evitare interruzioni di corrente causate da guasti della rete elettrica e vari eventi imprevisti e garantire un'alimentazione elettrica sicura e affidabile in ospedali, banche, centri di comando e controllo, centri di elaborazione dati, industrie di materiali chimici e precisione industrie manufatturiere.Giocare un ruolo importante.
4 Alimentazione UPS.Il continuo e rapido sviluppo dell'economia cinese ha portato alla decentralizzazione delle esigenze degli utenti degli alimentatori UPS, che ha fatto sì che sempre più industrie e imprese abbiano una domanda continua di alimentatori UPS.
Rispetto alle batterie al piombo, le batterie al litio ferro fosfato presentano i vantaggi di un lungo ciclo di vita, sicurezza e stabilità, protezione ambientale ecologica e basso tasso di autoscarica.sarà ampiamente utilizzato.

Applicazioni in altri campi

Le batterie al litio ferro fosfato sono ampiamente utilizzate anche in campo militare grazie alla loro buona durata, sicurezza, prestazioni a bassa temperatura e altri vantaggi.Il 10 ottobre 2018, un'azienda produttrice di batterie nello Shandong ha fatto una grande apparizione alla prima mostra sui risultati dell'innovazione tecnologica nell'integrazione militare-civile di Qingdao ed ha esposto prodotti militari, tra cui batterie militari a temperatura ultrabassa -45 ℃.