Ⅰ: Pregled litij železofosfatnih baterij (LiFePO4)
Kaj je litij železofosfatna baterija（LiFePO4）? Baterija LiFePO4 uporablja litijev železov fosfat kot material pozitivne elektrode. Nazivna napetost ene baterije LiFePO4 je 3,2 V, napetost izklopa polnjenja pa 3,6 V ~ 3,65 V. LiFePO4 podpira širjenje in shranjuje veliko električne energije po oblikovanju sistema za shranjevanje energije. Sistem za shranjevanje energije baterije LiFePO4 je sestavljen iz baterije LiFePO4, sistema za upravljanje baterije (BMS), usmernika, pretvornika, centralnega nadzornega sistema, transformatorja itd.
Kot vsi vemo, priljubljenost na trgu še naprej narašča, kar je odvisno od lastnosti baterije LiFePO4:
1. Dobra varnostna učinkovitost, dolga življenjska doba, brez gorenja in eksplozije pri prenapolnjenosti;
2. Dobra zmogljivost pri visokih temperaturah, delovno temperaturno območje 20 stopinj ~70 stopinj;
3. Dolga življenjska doba cikla, večja ali enaka 4000-krat;
4. Hitro polnjenje, z zmogljivostjo hitrega polnjenja 1C-5C, bistveno
skrajšanje časa polnjenja;
5. Visoka delovna napetost in visoka energijska gostota
6. Zeleno in varstvo okolja, brez škodljivih snovi, brez onesnaževanja okolja;
7. Pomembne gospodarske koristi, obnovljiva energija;
Ⅱ: Strukturne značilnosti baterije LiFePO4:
1. Pozitivna elektroda: LiFePO4 s strukturo olivina, pozitivna elektroda povezuje aluminijasto folijo;
2. negativna elektroda: sestavljena iz ogljika ali grafita; negativna elektroda povezuje bakreno folijo.
3. Diafragma: Membrana ločuje baterijo od pozitivne elektrode; material diafragme je polimer;
4. Elektroliti: kot so litijev heksafluorofosfat, litijev perklorat, litijev tetrafluoroborat itd.
5. Elektrolit: etilen karbonat, propilen karbonat, dimetil karbonat, etil butirat, fluoretilen karbonat, litijev bis-oksalat borat, litijev heksafluorofosfat.
6. Izolacijski materiali, varnostni ventili, tesnilni obroči, školjke itd.
Ⅲ: Načelo polnjenja in praznjenja baterije LiFePO4
Skratka, med postopkom polnjenja se litijevi ioni Li plus v pozitivni elektrodi LiFePO4 preselijo na negativno elektrodo skozi polimerni separator; med postopkom praznjenja se litijevi ioni Li plus v negativni elektrodi ponovno preselijo na pozitivno elektrodo skozi separator.
Princip polnjenja: Ko se baterija polni, litijevi ioni migrirajo iz kristala LiFePO4 na površino kristala. Pod silo električnega polja Li plus vstopi v elektrolit, gre skozi separator, nato migrira na površino grafitnega kristala skozi elektrolit in se nato interkalira v grafitno mrežo. Elektroni tečejo do zbiralnika aluminijaste folije skozi prevodnik. Pojdite skozi jeziček, pozitivni pol, zunanje vezje, negativni pol in negativni pol, ki teče do zbiralnika bakrene folije negativnega pola. Nazadnje teče do grafitne negativne elektrode skozi prevodnik, da uravnoteži naboj negativne elektrode. Ko so litijevi ioni deinterkalirani iz litijevega železovega fosfata, se litijev železov fosfat pretvori v železov fosfat.
Načelo praznjenja: Ko se baterija izprazni, se litijevi ioni deinterkalirajo iz kristala grafita, vstopijo v elektrolit in nato preidejo skozi separator, migrirajo na površino kristala litijevega železovega fosfata skozi elektrolit in se nato ponovno vstavijo v rešetko litijevega železovega fosfata. Skozi vodnik tečejo elektroni do zbiralnika bakrene folije. In teče do zbiralnika aluminijaste folije pozitivne elektrode skozi jeziček, negativni pol baterije, zunanje vezje, pozitivni pol in pozitivni pol. Nato teče do pozitivnega pola litijevega železovega fosfata skozi prevodnik in pozitivni naboj je uravnotežen. Ko se litijevi ioni interkalirajo v kristal železovega fosfata, se železov fosfat pretvori v litijev železov fosfat.
Načelo polnjenja in praznjenja
Načelo polnjenja in praznjenja akumulatorskega sistema za shranjevanje energije LiFePO4: V fazi polnjenja prekinitveno napajanje ali električno omrežje polni sistem za shranjevanje energije. Izmenični tok se skozi usmernik popravi v enosmerni tok, da se napolni baterijski modul za shranjevanje energije in nato shrani energija. V fazi praznjenja se sistem za shranjevanje energije izprazni v omrežje ali obremenitev. Enosmerni tok se prek pretvornika pretvori v izmenični. Izhod pretvornika nadzira centralni nadzorni sistem, ki lahko zagotovi stabilno izhodno moč v omrežju ali obremenitvi.
