DKSESS 100KW OFF GRID/HYBRID ALLT-I-ETT SOLKRAFTSYSTEM

Jämförelse av batterier i energilagringssystem
Batterityp energilagring är kemisk energilagring. Den kan delas in i blybatterier, litiumbatterier, nickelvätebatterier, vätskeflödesbatterier (vanadiumbatterier), natriumsvavelbatterier, blykolbatterier etc. beroende på vilken batterityp som väljs.

1. Blybatteri
Blybatterier består av kolloidbatterier och flytande batterier (s.k. vanliga blybatterier). Dessa två typer av batterier används i olika regioner. Kolloidbatterier har stark köldbeständighet, och dess energieffektivitet är mycket bättre än flytande batterier när temperaturen är under 15 °C, och dess värmeisoleringsprestanda är utmärkt.

Kolloidala blybatterier är en förbättring jämfört med vanliga blybatterier med flytande elektrolyt. Kolloidelektrolyten används för att ersätta svavelsyraelektrolyten, vilket är bättre än vanliga batterier vad gäller säkerhet, lagringskapacitet, urladdningsprestanda och livslängd. Kolloidala blybatterier använder gelelektrolyt och det finns ingen fri vätska inuti. Under samma volym har elektrolyten stor kapacitet, stor värmekapacitet och stark värmeavledningsförmåga, vilket kan undvika termisk rusning hos vanliga batterier. Korrosionen på elektrodplattan är svag på grund av låg elektrolytkoncentration. Koncentrationen är enhetlig och det finns ingen elektrolytskiktning.

Vanliga blybatterier är en typ av batteri vars elektrod huvudsakligen består av bly och dess oxid, och elektrolyten är svavelsyralösning. I urladdningstillståndet för ett blybatteri är huvudkomponenten i den positiva elektroden blydioxid, och huvudkomponenten i den negativa elektroden är bly; I laddningstillstånd är huvudkomponenterna i den positiva och negativa elektroden blysulfat. Den nominella spänningen för ett encells blybatteri är 2,0 V, vilket kan urladdas till 1,5 V och laddas till 2,4 V; I tillämpningar används ofta sex encells blybatterier i serie för att bilda ett nominellt 12 V blybatteri, såväl som 24 V, 36 V, 48 V, etc.

Dess fördelar inkluderar främst: säker tätning, luftutsläppssystem, enkelt underhåll, lång livslängd, stabil kvalitet, hög tillförlitlighet och underhållsfri; Nackdelen är att blyföroreningarna är stora och energitätheten är låg (det vill säga för tunga).

2. Litiumbatteri
"Litiumbatteri" är en typ av batteri med litiummetall eller litiumlegering som katodmaterial och vattenfri elektrolytlösning. Det är indelat i två kategorier: litiummetallbatteri och litiumjonbatteri.

Litiummetallbatterier använder vanligtvis mangandioxid som katodmaterial, metalllitium eller dess legeringsmetall som katodmaterial och använder vattenfri elektrolytlösning. Litiumjonbatterier använder vanligtvis litiumlegeringsmetalloxider som katodmaterial, grafit som katodmaterial och vattenfria elektrolyter. Litiumjonbatterier innehåller inte metalliskt litium och kan laddas. Litiumbatteriet vi använder för energilagring är ett litiumjonbatteri, kallat "litiumbatteri".

Litiumbatterier som används i energilagringssystem inkluderar huvudsakligen: litiumjärnfosfatbatterier, ternära litiumbatterier och litiummanganatbatterier. Enkelbatterier har hög spänning, brett arbetstemperaturområde, hög specifik energi och effektivitet samt låg självurladdningshastighet. Säkerheten och livslängden kan förbättras genom att använda skydds- och utjämningskretsar. Med tanke på fördelarna och nackdelarna med olika batterier har litiumbatterier därför blivit förstahandsvalet för energilagringskraftverk på grund av deras relativt mogna industrikedja, säkerhet, tillförlitlighet och miljövänlighet.

Dess främsta fördelar är: lång livslängd, hög lagringsenergitäthet, låg vikt och stark anpassningsförmåga; Nackdelarna är dålig säkerhet, enkel explosion, hög kostnad och begränsade användningsförhållanden.

Litiumjärnfosfat
Litiumjärnfosfatbatterier hänvisar till litiumjonbatterier som använder litiumjärnfosfat som katodmaterial. Katodmaterialen i litiumjonbatterier inkluderar huvudsakligen litiumkobalat, litiummanganat, litiumnickeloxid, ternära material, litiumjärnfosfat, etc. Litiumkobalat är katodmaterialet som används i de flesta litiumjonbatterier.

Litiumjärnfosfat som material för litiumbatterier dök upp först under senare år. Det var 2005 som ett litiumjärnfosfatbatteri med hög kapacitet utvecklades i Kina. Dess säkerhetsprestanda och livslängd är ojämförlig med andra material. Livslängden för 1C-laddning och urladdning når 2000 gånger. Överladdningsspänningen för ett enda batteri är 30V, vilket inte kommer att brinna och punkteras, inte exploderar. Litiumjonbatterier med hög kapacitet tillverkade av litiumjärnfosfatkatodmaterial är enklare att serieanvända för att möta behoven av frekvent laddning och urladdning av elfordon.

Litiumjärnfosfat är ett giftfritt, föroreningsfritt, säkert, har en bred råvara, är billig, har lång livslängd och har andra fördelar. Det är ett idealiskt katodmaterial för den nya generationens litiumjonbatterier. Litiumjärnfosfatbatterier har också sina nackdelar. Till exempel är packningsdensiteten hos litiumjärnfosfatkatodmaterialet liten, och volymen hos litiumjärnfosfatbatterier med samma kapacitet är större än hos litiumjonbatterier som litiumkobalat, så det har inga fördelar i mikrobatterier.

På grund av litiumjärnfosfatets inneboende egenskaper är dess lågtemperaturprestanda sämre än andra katodmaterial, såsom litiummanganat. Generellt sett kan batteriets uppmätta lågtemperaturprestanda vara något högre för en enskild cell (observera att det är en enskild cell snarare än ett batteripaket).

Detta är relaterat till värmeavledningsförhållandena), dess kapacitetsretentionsgrad är cirka 60~70% vid 0 ℃, 40~55% vid -10 ℃ och 20~40% vid -20 ℃. Sådan lågtemperaturprestanda kan uppenbarligen inte uppfylla kraven för strömförsörjning. För närvarande har vissa tillverkare förbättrat lågtemperaturprestandan hos litiumjärnfosfat genom att förbättra elektrolytsystemet, förbättra formeln för den positiva elektroden, förbättra materialprestandan och förbättra cellstrukturens design.

Ternärt litiumbatteri
Ternärt polymerlitiumbatteri avser litiumbatterier vars katodmaterial är litium-nickel-koboltmanganat (Li(NiCoMn)O2) ternärt katodmaterial. Det ternära kompositkatodmaterialet är tillverkat av nickelsalt, koboltsalt och mangansalt som råmaterial. Andelen nickel, kobolt och mangan i det ternära polymerlitiumbatteriet kan justeras efter faktiska behov. Batterier med ternärt katodmaterial har hög säkerhet jämfört med litiumkoboltbatterier, men dess spänning är för låg.

Dess främsta fördelar är: god cykelprestanda; Nackdelen är att användningen är begränsad. På grund av den åtstramda inhemska politiken för ternära litiumbatterier tenderar dock utvecklingen av ternära litiumbatterier att sakta ner.

Litiummanganatbatteri
Litiummanganatbatteri är ett av de mer lovande litiumjonkatodmaterialen. Jämfört med traditionella katodmaterial som litiumkobalat har litiummanganat fördelarna med rika resurser, låg kostnad, ingen förorening, god säkerhet, god multiplikationsprestanda etc. Det är ett idealiskt katodmaterial för kraftbatterier. Emellertid begränsar dess dåliga cykelprestanda och elektrokemiska stabilitet dess industrialisering i hög grad. Litiummanganat består huvudsakligen av spinell-litiummanganat och skiktad litiummanganat. Spinell-litiummanganat har en stabil struktur och är lätt att genomföra industriell produktion. Dagens marknadsprodukter har alla denna struktur. Spinell-litiummanganat tillhör det kubiska kristallsystemet, Fd3m-rymdgruppen, och den teoretiska specifika kapaciteten är 148 mAh/g. På grund av den tredimensionella tunnelstrukturen kan litiumjoner reversibelt lossna från spinellgittret utan att orsaka att strukturen kollapsar, så det har utmärkt förstoringsprestanda och stabilitet.

3. NiMH-batteri
NiMH-batterier är en typ av batteri med god prestanda. Den positiva aktiva substansen i nickelvätebatterier är Ni(OH)2 (kallad NiO-elektrod), den negativa aktiva substansen är metallhydrid, även kallad vätelagringslegering (kallad vätelagringselektrod), och elektrolyten är 6 mol/L kaliumhydroxidlösning.

Nickelmetallhydridbatterier är indelade i högspännings-nickelmetallhydridbatterier och lågspännings-nickelmetallhydridbatterier.

Lågspännings-nickelmetallhydridbatterier har följande egenskaper: (1) Batterispänningen är 1,2~1,3 V, vilket motsvarar nickel-kadmiumbatterier; (2) Hög energitäthet, mer än 1,5 gånger högre än för nickel-kadmiumbatterier; (3) Snabb laddning och urladdning, god prestanda vid låga temperaturer; (4) Tätningsbar, stark motståndskraft mot överladdning och urladdning; (5) Ingen dendritisk kristallgenerering, vilket kan förhindra kortslutning i batteriet; (6) Säker och tillförlitlig, ingen miljöförorening, ingen minneseffekt etc.

Högspännings-nickelvätebatterier har följande egenskaper: (1) Stark tillförlitlighet. De har bra överurladdnings- och överladdningsskydd, tål hög urladdningshastighet och har ingen dendritbildning. Dess specifika masskapacitet är 60A · h/kg, vilket är 5 gånger så högt som för ett nickel-kadmiumbatteri. (2) Lång livslängd, upp till tusentals gånger. (3) Helt förseglat, minimalt underhåll. (4) Lågtemperaturprestandan är utmärkt och kapaciteten förändras inte signifikant vid -10 ℃.

De främsta fördelarna med NiMH-batterier är: hög energitäthet, snabb laddnings- och urladdningshastighet, låg vikt, lång livslängd, ingen miljöförorening; Nackdelarna är liten minneseffekt, fler hanteringsproblem och lätt att bilda en enda batteriseparator som smälter.

4. Flödescell
Vätskeflödesbatteri är en ny typ av batteri. Vätskeflödesbatteri är ett högpresterande batteri som använder positiv och negativ elektrolyt för att separera och cirkulera separat. Det har egenskaper som hög kapacitet, brett användningsområde (miljö) och lång livslängd. Det är för närvarande en ny energiprodukt.

Vätskeflödesbatterier används vanligtvis i energilagringssystem för kraftverk, som består av en stapelenhet, en lagrings- och matningsenhet för elektrolytlösning och elektrolytlösning, en styr- och hanteringsenhet etc. Kärnan består av en stapel och en enda cell (stapeln består av dussintals celler för oxidationsreduktionsreaktion) och en enda cell för laddning och urladdning enligt specifika krav i serie, och dess struktur liknar den hos en bränslecellsstapel.

Vanadiumflödesbatteri är en ny typ av kraftlagrings- och energilagringsutrustning. Det kan inte bara användas som en stödjande energilagringsenhet för sol- och vindkraftsproduktion, utan kan också användas för toppavlastning av elnätet för att förbättra elnätets stabilitet och säkerställa elnätets säkerhet. Dess främsta fördelar är: flexibel layout, lång livslängd, snabba svarstider och inga skadliga utsläpp. Nackdelen är att energitätheten varierar kraftigt.

5. Natriumsvavelbatteri
Natriumsvavelbatteriet består av en positiv pol, en negativ pol, en elektrolyt, ett membran och ett skal. Till skillnad från vanliga sekundärbatterier (blybatterier, nickelkadmiumbatterier etc.) består natriumsvavelbatteriet av en smält elektrod och en fast elektrolyt. Den aktiva substansen i den negativa polen är smält metallnatrium, och den aktiva substansen i den positiva polen är flytande svavel och smält natriumpolysulfid. Sekundärbatteriet har metallnatrium som negativ elektrod, svavel som positiv elektrod och ett keramiskt rör som elektrolytseparator. Under en viss arbetsgrad kan natriumjoner reagera reversibelt med svavel genom elektrolytmembranet för att frigöra och lagra energi.

Som en ny typ av kemisk kraftkälla har denna typ av batteri utvecklats kraftigt sedan den skapades. Natriumsvavelbatterier är små i storlek, har stor kapacitet, lång livslängd och hög effektivitet. Det används ofta inom lagring av elektrisk energi, såsom toppavjämning och dalfyllning, nödkraftförsörjning och vindkraftsproduktion.

Dess främsta fördelar är följande: 1) Den har högre specifik energi (dvs. den effektiva elektriska energin per massaenhet eller volymenhet för batteriet). Dess teoretiska specifika energi är 760 Wh/kg, vilket faktiskt har överstigit 150 Wh/kg, 3-4 gånger så mycket som för blybatterier. 2) Samtidigt kan den urladdas med hög ström och hög effekt. Dess urladdningsströmtäthet kan i allmänhet nå 200-300 mA/cm2, och den kan frigöra 3 gånger sin inneboende energi på ett ögonblick; 3) Hög laddnings- och urladdningseffektivitet.

Natriumsvavelbatteriet har också brister. Dess arbetstemperatur är 300-350 ℃, så batteriet behöver värmas upp och hållas varmt under drift. Detta problem kan dock effektivt lösas med hjälp av högpresterande vakuumvärmeisoleringsteknik.

6. Blybatteri
Blykolbatteri är ett slags kapacitivt blybatteri, en teknik som utvecklats från traditionella blybatterier. Det kan avsevärt förbättra livslängden på blybatterier genom att tillsätta aktivt kol till batteriets negativa pol.

Blykolbatteriet är en ny typ av superbatteri som kombinerar blysyrabatteriet och superkondensatorn: det ger inte bara fördelarna med omedelbar högkapacitetsladdning av superkondensatorn, utan ger också tillgång till blysyrabatteriets specifika energifördel och har mycket god laddnings- och urladdningsprestanda - det kan laddas fullt på 90 minuter (om blysyrabatteriet laddas och urladdas på detta sätt är dess livslängd mindre än 30 gånger). Dessutom förhindras sulfatering av den negativa elektroden tack vare tillsatsen av kol (grafen), vilket minskar risken för batterifel och förlänger batteriets livslängd.

Blykolbatteriet är en blandning av asymmetrisk superkondensator och blysyrabatteri i form av intern parallellkoppling. Som en ny typ av superbatteri är blykolbatteriet en kombination av teknologierna från blysyrabatterier och superkondensatorer. Det är ett dubbelfunktionellt energilagringsbatteri med både kapacitiva egenskaper och batteriegenskaper. Därför ger det inte bara full användning av fördelarna med omedelbar laddning med superkondensator och stor kapacitet, utan ger också full användning av energifördelarna hos blysyrabatterier, som kan laddas helt på en timme. Det har god laddnings- och urladdningsprestanda. Tack vare användningen av blykolteknik är prestandan hos blykolbatteriet vida överlägsen den hos traditionella blysyrabatterier, som kan användas i nya energifordon, såsom hybridfordon, elcyklar och andra områden; det kan också användas inom ny energilagring, såsom vindkraftsproduktion och energilagring.