Ⅰ:Pregled litijum-gvozdeno-fosfatnih baterija (LiFePO4)
Šta je litijum-gvozdeno-fosfatna baterija (LiFePO4)? LiFePO4 baterija koristi litijum gvožđe fosfat kao materijal pozitivne elektrode. Nazivni napon jedne LiFePO4 baterije je 3.2V, a napon prekida punjenja je 3.6V~3.65V. LiFePO4 podržava ekspanziju i skladišti električnu energiju velikih razmjera nakon formiranja sistema za skladištenje energije. LiFePO4 baterijski sistem za skladištenje energije sastoji se od LiFePO4 baterijskog paketa, sistema za upravljanje baterijama (BMS), ispravljača, invertera, centralnog nadzornog sistema, transformatora, itd.
Kao što svi znamo, popularnost na tržištu i dalje raste, što je određeno karakteristikama LiFePO4 baterije:
1. Dobre sigurnosne performanse, dug životni vijek, bez gorenja i bez eksplozije kada se prepuni;
2. Dobre performanse pri visokim temperaturama, raspon radne temperature 20 stupnjeva ~ 70 stupnjeva;
3. Dug životni vek ciklusa, veći ili jednak 4000 puta;
4. Brzo punjenje, sa 1C-5C mogućnošću brzog punjenja, značajno
skraćivanje vremena punjenja;
5. Visok radni napon i velika gustoća energije
6. Zelena i zaštita životne sredine, bez štetnih materija, bez zagađenja životne sredine;
7. Značajne ekonomske koristi, obnovljiva energija;
Ⅱ: Strukturne karakteristike LiFePO4 baterije:
1. Pozitivna elektroda: LiFePO4 sa strukturom olivina, pozitivna elektroda povezuje aluminijsku foliju;
2. Negativna elektroda: sastavljena od ugljenika ili grafita; negativna elektroda povezuje bakrenu foliju.
3. Dijafragma: Dijafragma odvaja bateriju od pozitivne elektrode; materijal dijafragme je polimer;
4. Elektroliti: kao što su litijum heksafluorofosfat, litijum perhlorat, litijum tetrafluoroborat, itd.
5. Elektrolit: etilen karbonat, propilen karbonat, dimetil karbonat, etil butirat, fluoroetilen karbonat, litijum bis-oksalat borat, litijum heksafluorofosfat.
6. Izolacijski materijali, sigurnosni ventili, zaptivni prstenovi, školjke, itd.
Ⅲ: Princip punjenja i pražnjenja LiFePO4 baterije
Ukratko, tokom procesa punjenja, litijum joni Li plus u LiFePO4 pozitivnoj elektrodi migriraju na negativnu elektrodu kroz polimerni separator; tokom procesa pražnjenja, litijum joni Li plus u negativnoj elektrodi ponovo migriraju na pozitivnu elektrodu kroz separator.
Princip punjenja: Kada se baterija napuni, litijum joni migriraju sa kristala LiFePO4 na površinu kristala. Pod silom električnog polja, Li plus ulazi u elektrolit, prolazi kroz separator, zatim migrira na površinu kristala grafita kroz elektrolit, a zatim se interkalira u grafitnu rešetku. Elektroni teku do kolektora aluminijske folije kroz provodnik. Prođite kroz jezičak, pozitivni pol, vanjsko kolo, negativni pol i negativni pol, tečeći do kolektora bakarne folije negativnog pola. Konačno, teče do grafitne negativne elektrode kroz provodnik kako bi uravnotežio naboj negativne elektrode. Nakon što se litijum ioni deinterkaliraju iz litijum gvožđe fosfata, litijum gvožđe fosfat se pretvara u gvožđe fosfat.
Princip pražnjenja: Kada se baterija isprazni, litijevi ioni se deinterkaliraju iz kristala grafita, ulaze u elektrolit, a zatim prolaze kroz separator, migriraju na površinu kristala litij željeznog fosfata kroz elektrolit, a zatim se ponovo ubacuju u rešetku litijum gvožđe fosfata. Elektroni teku do kolektora bakarne folije kroz provodnik. I protok do kolektora aluminijske folije pozitivne elektrode kroz jezičak, negativni pol baterije, vanjski krug, pozitivni pol i pozitivni pol. Zatim struji do pozitivnog pola litijum-gvozdenog fosfata kroz provodnik i pozitivno naelektrisanje je uravnoteženo. Nakon što se litijum ioni interkaliraju u kristal željeznog fosfata, željezni fosfat se pretvara u litijum željezo fosfat.
Princip punjenja i pražnjenja
Princip punjenja i pražnjenja LiFePO4 sistema za skladištenje energije baterija: U fazi punjenja, povremeno napajanje ili električna mreža puni sistem za skladištenje energije. Izmjenična struja se ispravlja u jednosmjernu kroz ispravljač kako bi se napunio baterijski modul za skladištenje energije, a zatim pohranila energija. U fazi pražnjenja, sistem za skladištenje energije se ispušta u mrežu ili opterećenje. DC snaga se pretvara u AC napajanje preko pretvarača. A izlaz invertera kontroliše centralni sistem za nadzor, koji može da obezbedi stabilnu izlaznu snagu u mrežu ili opterećenje.
