Mei de trochgeande oanpassing fan 'e wrâldwide enerzjystruktuer en de rappe ûntwikkeling fan duorsume enerzjy,enerzjy opslachtechnology wurdt stadichoan in wichtige stipe foar enerzjytransformaasje en driuwt takomstige ekonomyske ûntwikkeling.
Yntroduksje ta Energy Storage Battery Technology
▲Enerzjykonverzje, opslach en benutting
▲Klassifikaasje en tapassing fan Energy Storage Technologies
▲Oersjoch fan Energy Storage Batterijen
▲Wurkprinsipe en gearstalling fan enerzjyopslachbatterijen
▲Prestaasje-yndikatoaren en relatearre terminology fan enerzjyopslachbatterijen
Enerzjy is de fûnemintele krêft dy't de wrâld driuwt en in kearnboarne wêrfan de minsklike maatskippij hinget foar ûntwikkeling. Fan it earste gebrûk fan fjoer oant de hjoeddeistige elektrisiteit, hat de ûntwikkeling en it brûken fan enerzjy de foarútgong fan 'e beskaving oanstutsen en ús hjoeddeistige sosjale struktuer foarme.
Mei de trochgeande groei fan wrâldwide fraach nei enerzjy en de rappe ûntwikkeling fan duorsume enerzjy, is technology foar enerzjyopslachbatterijen ûntstien en in krúsjale pylder wurden fan 'e enerzjysektor. Enerzjy-opslachbatterijen kinne yntermitterende enerzjyboarnen lykas wyn- en sinne-enerzjy effektyf opslaan en se frijlitte yn 'e peak-fraachperioaden, en soargje foar de stabiliteit fan' e stroomfoarsjenning. Dizze technology ferleget net allinich ôfhinklikens fan tradisjonele fossile brânstoffen, mar leveret ek wichtige garânsjes foar it realisearjen fan leech-koalstof en duorsume enerzjysystemen.
De ûntwikkeling fan technology foar enerzjyopslachbatterijen, fan tradisjonele lead-soere batterijen oant moderne lithium-ionbatterijen, en dan nei opkommende solide-state batterijen en natrium-ionbatterijen, brekt konstant troch technologyske knelpunten. Troch it ferbetterjen fan enerzjytichtens, it ferlingjen fan 'e libbensdoer, en it ferbetterjen fan feiligens, hawwe enerzjyopslachbatterijen brede tapassingsperspektyf toand yn gebieten lykas enerzjyopslach foar thús, ferfier, en netregeljouwing. It kin sein wurde dat technology foar enerzjyopslachbatterijen net allinich de kaai is foar de hjoeddeistige transformaasje fan enerzjystruktuer, mar ek de kearn fan takomstige tûke grids en ferspraat enerzjysystemen.
Lithium-basearre technology foar opslach fan batterijenerzjy
▲Struktuer en wurkprinsipe fan lithium-ionbatterijen
▲Lithium-ion batterij kathodematerialen
▲Lithium-ion batterij anode materialen
▲Lithium-ion batterij elektrolyt
▲Untwerp en fabrikaazje fan lithium-ionbatterijen
Yn 1970 makke MS Whittingham fan ExxonMobil de earste lithium-ionbatterij. Hy brûkte titanium disulfide en metallysk lithium as de positive en negative elektroden, respektivelik. Tidens it opladen en ûntladen wurdt metallysk lithium kontinu konsumearre en oanmakke by de negative elektrode, wylst titaniumdisulfide kontinu lithiumionen ynfoegje en ekstrahearret by de positive elektrode. Dizze twa prosessen binne omkearber yn 'e heule libbensduur fan' e batterij, en foarmje sa in sekundêre lithium-ionbatterij mei in spanning fan 2V.Yn 1982 ûntdutsen RR Agarwal en JR Selman fan it Illinois Institute of Technology dat lithiumionen de eigenskip hawwe fan ynterkalearjen yn grafyt, in proses dat fluch en omkearber is{1} in proses fan ûndersyk, ûntwikkeling en evolúsje. Mei har superieure en handige prestaasjes penetrearje se hieltyd mear ferskate fjilden, fan 3C-produkten lykas mobile tillefoans en tablets oant enerzjysektoren lykas elektryske auto's en grutskalige fjilden foar enerzjyopslach lykas fotovoltaïka en wynenerzjy, dy't in signifikant ynfloed hawwe op it sosjale libben.
Wat is in batterij?
▲ Skiednis fan batterijûntwikkeling
▲Yntroduksje ta lithium-ionbatterijen
▲ Skaaimerken fan lithium-ion-batterijen
▲Kaaimaterialen yn lithium-ionbatterijen
In batterij is in soarte fan macht boarne. Stromboarnen wurde oer it algemien ferdield yn fysike enerzjyboarnen en gemyske krêftboarnen. Fysike enerzjyboarnen omfetsje apparaten foar generaasje fan sinne-enerzjy, apparaten foar opwekking fan thermo-elektryske enerzjy, termyske en hydro-elektryske generators, ensfh. wylst gemyske macht boarnen ferwize nei macht generaasje apparaten dy't kinne direkt omsette gemyske enerzjy yn elektryske enerzjy, dat is, gemyske batterijen yn 'e algemiene sin, of gewoan batterijen.
Batterijsystemen binne troch fjouwer generaasjes evoluearre: lead-soere batterijen, nikkel-cadmiumbatterijen, nikkel-metaalhydridebatterijen, en lithium-ionbatterijen. Batterijprestaasjes binne kontinu ferbettere, en minsklik begryp fan batterijsystemen is ferdjippe. Op it stuit binne lithium-ionbatterijen it meast effisjinte en enerzjy-effisjinte oplaadbare batterijsysteem, dy't it heechste nivo fan minsklik batterijûndersyk en technology fertsjintwurdigje.
Undersyk en ûntwikkeling Skiednis fan Lithium Iron Fosfaat Materialen
▲ Untwikkelingsskiednis fan lithium izer fosfaat materialen
▲ Patint situaasje fan lithium izer fosfaat
▲ Struktureel en prestaasjesstúdzjes fan lithium izerfosfaatmaterialen
Lithium izer fosfaat (LiFeP, LFP, ek bekend as lithium izer fosfaat of lithium izer fosfaat) is in katode materiaal dat brûkt wurdt yn lithium-ionbatterijen. It wurdt karakterisearre troch it ûntbrekken fan kostbere eleminten lykas kobalt en nikkel, lege grûnstofprizen, en de oerfloed fan fosfor, lithium, en izer boarnen yn 'e ierdkoarste, dy't kin foldwaan oan merk fraach mear as ien miljoen ton per jier. As katode materiaal hat lithium izer fosfaat in matige wurkspanning (3.2V), hege spesifike kapasiteit (170mA · h / g), hege discharge macht, flugge opladen kapasiteit, lange syklus libben, en goede stabiliteit ûnder hege temperatuer en hege waarmte omjouwings.
Produksjeapparatuer brûkt by it meitsjen fan lithiumizerfosfaatmaterialen
▲Easken foar produksjeapparatuer:;Megapparatuer;Dryingapparatuer;Sinteringapparatuer,;Prinselapparatuer; Screening Equipment; Nitrogen Generator; Packaging Equipment.
As lithium iron phosphate (LFP) kathodematerialen wurde brûkt yn lithium-ion-batterijen, binne de easken foar har suverens, faze en ûnreinheden ekstreem strang. Bygelyks, as de oksidaasjegraad fan divalent izer yn LFP 1% berikt, kin de spesifike kapasiteit mei mear as 30% ôfnimme. Dit komt omdat de nij oanmakke trivalent izer jassen it oerflak fan de LFP, foarmje in reaktive laach dat foarkomt fierdere ynterne reaksjes. As LFP al oksidearre is, kinne folgjende reduksjemetoaden net LFP opleverje, om't de lithiumionen yn 'e grûnstof al ferlern gien binne.
Tarieding fan lithium izer fosfaat materialen troch ferro oxalate metoade
▲ Syntezeprinsipe
▲ Haadsyntetyske grûnstoffen
▲ Syntezeproses
▲ Prestaasje fan syntetyske materialen
It proses fan synthesizing lithium izer fosfaat mei help fan ferro oxalate as grûnstof wurdt neamd de ferro oxalate metoade (of gewoan ferro metoade). Op it stuit is de ferro-oxalaatmetoade it meast brûkte proses en metoade yn Sina, mei mear as de helte fan ynlânske fabrikanten dy't it brûke. De wichtichste foardielen dêrfan binne lege grûnstofkosten, ienfâldich proses, en maklike kontrôle fan yngrediïntferhâldingen.
Tarieding fan lithium izer fosfaat materialen troch carbothermal reduksje
▲ Syntezeprinsipe
▲ Haadsyntetyske grûnstoffen
▲ Syntezeproses
▲ Prestaasje fan syntetyske materialen
Under fabrikanten dy't lithium izer fosfaat (LiFePO4) materialen produsearje, is de metoade foar karbothermyske reduksje op it stuit de twadde meast brûkte technology nei de ferro-oxalaatmetoade. De wichtichste grûnstof is ferri izer (Fe2PO4), ynklusyf izer fosfaat (Fe2PO4) en izer okside (Fe2O3). Tidens de reaksje ferminderje koalstof (C) en koalmonokside (C2O3) ferri izer (Fe2PO4) nei ferro izer (Fe 2+), dat dan yn it kristalrooster komt, en foarmje de kristalstruktuer fan lithium izerfosfaat (LiFePO4).
It foardiel fan 'e karbothermale reduksjemetoade is dat de oksidaasje fan' e grûnstoffen net hoecht te beskôgjen by it ferwurkjen; ferskate mingmetoaden kinne brûkt wurde om de grûnstoffen te ferwurkjen om de winske dispersjestân te berikken. Allinich op it stadium fan hege temperatuer ferminderet koalstof ferri izer ta ferro izer, it foarmjen fan lithium izer fosfaat, fandêr de namme carbothermal reduksje metoade. De metoade foar karbotermyske reduksje berikt ien-reduksje, ferminderet gasútfier, en is foardielich foar it ferbetterjen fan opbringst. Tagelyk is it syntezeproses ienfâldich en maklik te kontrolearjen, wat liedt ta in tanimmend oantal bedriuwen dy't de metoade foar karbothermyske reduksje oannimme.
Hydrothermal tarieding fan lithium izer fosfaat materialen
▲ Syntezeprinsipe
▲ Haadsyntetyske grûnstoffen
▲ Syntezeproses
▲ Prestaasje fan syntetyske materialen
De hydrothermale metoade is in relatyf avansearre metoade foar it tarieden fan lithium izer fosfaat kathode materialen. It wichtichste proses brûkt in superkritysk hydrothermal systeem, it oplossen fan ferro sulfate, lithium hydroxide, en phosphoric acid yn wetter, ferwaarming fan de oplossing oan mear as 100 graden yn in fersegele omjouwing te foarmjen in hege - temperatuer, hege - waterige oplossing. De reaksje giet troch troch iondiffusie, en generearret lithium izerfosfaat kristaldieltsjes. It suvere lithium izer fosfaat materiaal wurdt dan filtrearre, droege, en koalstof - coated te foarmjen in lithium izer fosfaat / koalstof gearstalling.
Konvinsjonele test- en analysemetoaden foar lithiumizerfosfaatmaterialen
▲ Gemyske gearstalling analyze en testmetoaden foar lithium izer fosfaat materialen
▲ Testmetoaden foar fysike eigenskippen foar materialen fan lithium izerfosfaat
▲ Testmetoaden foar elektrogemyske prestaasjes foar lithium-izerfosfaatmaterialen
▲ Evaluaasje fan praktyske tapassingen fan lithium izer fosfaat materialen
Foar lithium izer fosfaat (LFP) materialen, testen is in kearn technology, noch wichtiger as synteze proses kontrôle. Sûnder krekte en krekte testgegevens kinne stabile prosesbetingsten net wurde krigen, en dus kinne kwalifisearre LFP-produkten dy't foldogge oan gebrûkseasken net wurde produsearre. Strenge testen fan materialen is essensjeel yn it heule produksjeproses, fan oankeap fan grûnstoffen en synteze oant evaluaasje fan klear produkt. Dêrom moat elke ienheid dy't LFP ûndersiket en produsearret grutte klam lizze op 'e bou fan har testsysteem. It brûken fan ferfine testapparatuer, strange testmetoaden en goed-oplaat testpersoniel binne fûnemintele betingsten foar in bedriuw om syn posysje yn 'e yndustry te behâlden.
Analyse fan oare karakteristike eigenskippen fan lithium izer fosfaat materialen
▲Electrochemical prestaasjes analyze fan lithium izer fosfaat materialen
▲ Elektronenmikroskopyske morfologyanalyse fan lithiumizerfosfaatmaterialen
▲ Oerflak enerzjy fan lithium izer fosfaat materialen
▲ Meting fan izeroplosberens yn lithium izer fosfaat materialen
▲ Spektroskopyske skaaimerken fan lithium izer fosfaat materialen
Yn 'e praktyske tapassing fan lithium-izerfosfaatmaterialen, neist de routine prestaasjestests, is it ek nedich om guon spesifike eigenskippen te mjitten om in referinsje te jaan foar evaluaasje fan materiaalprestaasjes en prosessen foar batterijproduksje. Mei de foarútgong fan technology kinne guon parameters dy't earder allinich mei folsleine sellen mjitten wurde no wurde bepaald mei ienfâldige metoaden. Bygelyks, de fytsprestaasjes fan lithium-izerfosfaatmaterialen, benammen de prestaasjes fan 'e koalstofsyklus, kinne no wurde evaluearre mei spesjaal ûntwurpen muntsellen, wat it mjittingsproses sterk ferienfâldigje.
Batterij produksje technology mei help fan lithium izer fosfaat materialen
▲ Design spesifikaasjes foar lithium izer fosfaat batterij systeem
▲ Lithium izer fosfaat materiaal slurry tarieding technology
▲ Coating fan lithium izer fosfaat slurry
▲ Rolling fan lithium izer fosfaat elektroden
▲Transformaasje en divyzje
▲ Oare foarbylden fan fabrikaazje fan batterijen
Foar elke lithium-ionbatterij is it earste ûntwerp de primêre taak. It ûntwerpwurk omfettet it bepalen fan it produksjeproses fan 'e lithium-ionbatterij. Sûnt batterijprestaasjes wurdt benammen bepaald troch de elektroden, is elektrode-ûntwerp in kearnaspekt fan it batterijproduksjeproses. Dit is ek wier foar lithium izer fosfaat batterijen.
Main tapassing gebieten fan lithium izer fosfaat batterijen
▲ Tapassingen fan lithium izeren fosfaat batterijen yn elektryske ferfier apparaten
▲ Tapassingen fan lithium izeren fosfaat batterijen yn enerzjy opslach macht oanbod
▲ Tapassingen fan lithium izeren fosfaat batterijen yn macht ark
▲ Tapassingen fan lithium izer fosfaat batterijen
Lithium izer fosfaat (LFP) is it kathode materiaal foar lithium -ion batterijen, en syn grutste foardiel is syn hege feiligens. It hat ek foardielen dy't lithium mangaan okside en nikkel-mangaan-kobalt ternêre materialen ûntbrekke, lykas lange libbensdoer, lege materiaalkosten, en oerfloedige grûnstofboarnen. LFP-batterijen hawwe stabile spanning, matige wurkspanning, goede kompatibiliteit mei elektrolytsystemen, binne net -fergiftich, hawwe gjin ûnthâldeffekt en fersmoargje it miljeu net. Har spesifike enerzjy kin 100–130 Wh/kg berikke, wat 0,3–5 kear is dat fan lead-sûre batterijen en 1,5 kear dat fan nikkel-metaalhydridebatterijen. Sjoen syn tal foardielen wurdt it beskôge as in ideale batterij foar elektryske auto's, wyn- en sinne-enerzjy opslach, en feilige reservekopy-batterijen foar thúsgebrûk.
Outlook foar oare katodematerialen foar lithium-ionbatterijen
▲ Lithium vanadium fosfaat kathode materiaal -
▲ Lithium mangaan fosfaat kathode materiaal
▲ Lithium izeren silikaat kathode materiaal
▲ Lithium izer boraat kathode materiaal
▲Lithium-rike laach kathodematerialen
De opkomst fan lithium izer fosfaat (LFP) materialen lei de materiaal wittenskiplike basis foar de wiidferspraat tapassing fan grut -skaal lithium-ion batterijen.
Lykas bekend hat de feiligens fan lithium-ionbatterijen altyd in kearn en kritysk probleem west dat de ûntwikkeling fan 'e yndustry beheine. Sels yn ûntwikkele lannen mei stabile materiaaleigenskippen en ferfine ferwurkingsapparatuer kin de feiligens fan lithium-ionbatterijen net folslein garandearre wurde. Sjoen it hjoeddeiske relatyf lege nivo fan lithium-ionbatterijferwurking yn myn lân, is LFP goed-geskikt foar de nasjonale omstannichheden fan myn lân, wat de batterijfeiligens signifikant ferbetterje.