DKSESS 100KW OFF GRID/HYBRID ALLT I ETT SOLKRAFTSYSTEM

Jämförelse av batterier i energilagringssystem
Energilagring av batterityp är lagring av kemisk energi.Det kan delas in i blybatteri, litiumbatteri, nickelvätebatteri, vätskeflödesbatteri (vanadinbatteri), natriumsvavelbatteri, blykolbatteri, etc. beroende på vilken typ av batteri som valts.

1. Blybatteri
Blybatterier inkluderar kolloid och vätska (det så kallade vanliga blybatteriet).Dessa två typer av batterier används i olika regioner.Kolloidbatteriet har starkt kallbeständighet, och dess arbetsenergieffektivitet är mycket bättre än vätskebatteriets när temperaturen är under 15 ° C, och dess värmeisoleringsprestanda är utmärkt.

Kolloid blybatteri är en förbättring av det vanliga blybatteriet med flytande elektrolyt.Kolloidelektrolyten används för att ersätta svavelsyraelektrolyten, som är bättre än det vanliga batteriet när det gäller säkerhet, lagringskapacitet, urladdningsprestanda och livslängd.Kolloidalt bly-syra batteri antar gelelektrolyt, och det finns ingen fri vätska inuti.Under samma volym har elektrolyten stor kapacitet, stor värmekapacitet och stark värmeavledningsförmåga, vilket kan undvika det termiska runaway-fenomenet med allmänna batterier;Korrosionen av elektrodplattan är svag på grund av låg elektrolytkoncentration;Koncentrationen är enhetlig och det finns ingen elektrolytskiktning.

Vanligt blybatteri är ett slags batteri vars elektrod huvudsakligen är gjord av bly och dess oxid, och elektrolyten är svavelsyralösning.I bly-syrabatteriets urladdningstillstånd är den positiva elektrodens huvudkomponent blydioxid och den negativa elektrodens huvudkomponent bly;I laddningstillstånd är huvudkomponenterna i positiva och negativa elektroder blysulfat.Den nominella spänningen för ett encells blybatteri är 2,0V, som kan laddas ur till 1,5V och laddas till 2,4V;I tillämpningen används sex encelliga blybatterier ofta i serie för att bilda ett 12V nominellt blybatteri, såväl som 24V, 36V, 48V, etc.

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

2. Litiumbatteri
"Litiumbatteri" är ett slags batteri med litiummetall eller litiumlegering som katodmaterial och icke-vattenhaltig elektrolytlösning.Det är uppdelat i två kategorier: litiummetallbatteri och litiumjonbatteri.

Litiummetallbatterier använder i allmänhet mangandioxid som katodmaterial, metalllitium eller dess legeringsmetall som katodmaterial och använder icke-vattenhaltig elektrolytlösning.Litiumjonbatterier använder i allmänhet litiumlegerade metalloxider som katodmaterial, grafit som katodmaterial och icke-vattenhaltiga elektrolyter.Litiumjonbatterier innehåller inte metalliskt litium och kan laddas.Litiumbatteriet vi använder vid energilagring är ett litiumjonbatteri, kallat "litiumbatteri".

De litiumbatterier som används i energilagringssystemet inkluderar huvudsakligen: litiumjärnfosfatbatteri, ternärt litiumbatteri och litiummanganatbatteri.Det enda batteriet har hög spänning, brett arbetstemperaturområde, hög specifik energi och effektivitet och låg självurladdningshastighet.Säkerheten och livslängden kan förbättras genom att använda skydds- och utjämningskretsar.Därför, med tanke på fördelarna och nackdelarna med olika batterier, har litiumbatterier blivit det första valet för energilagringskraftverk på grund av deras relativt mogna industrikedja, säkerhet, tillförlitlighet och miljövänlighet.

Dess främsta fördelar är: lång livslängd, hög lagringsenergidensitet, låg vikt och stark anpassningsförmåga;Nackdelarna är dålig säkerhet, lätt explosion, höga kostnader och begränsade användningsförhållanden.

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

Litiumjärnfosfat som ett litiumbatterimaterial uppträdde först under de senaste åren.Det var 2005 som ett litiumjärnfosfatbatteri med stor kapacitet utvecklades i Kina.Dess säkerhetsprestanda och livslängd är ojämförliga med andra material.Cykellivslängden för 1C laddning och urladdning når 2000 gånger.Överladdningsspänningen för ett enda batteri är 30V, vilket inte kommer att brinna och punktering kommer inte att explodera.Litiumjonbatterier med stor kapacitet gjorda av litiumjärnfosfatkatodmaterial är lättare att serieanvända för att möta behoven av frekvent laddning och urladdning av elfordon.

Litiumjärnfosfat är giftfritt, föroreningsfritt, säkert, brett anskaffat råmaterial, billigt, lång livslängd och andra fördelar.Det är ett idealiskt katodmaterial för den nya generationens litiumjonbatterier.Litiumjärnfosfatbatteri har också sina nackdelar.Till exempel är stampdensiteten för litiumjärnfosfatkatodmaterial liten, och volymen av litiumjärnfosfatbatteri med samma kapacitet är större än litiumjonbatterier som litiumkobalat, så det har inga fördelar i mikrobatterier.

På grund av litiumjärnfosfats inneboende egenskaper är dess lågtemperaturprestanda sämre än andra katodmaterial såsom litiummanganat.I allmänhet, för en enskild cell (observera att det är en enstaka cell snarare än ett batteripaket), kan batteripaketets uppmätta lågtemperaturprestanda vara något högre,

Detta är relaterat till värmeavledningsförhållandena), dess kapacitetsretention är cirka 60~70% vid 0 ℃, 40~55% vid -10 ℃ och 20~40% vid -20 ℃.Sådana lågtemperaturprestanda kan uppenbarligen inte uppfylla användningskraven för strömförsörjning.För närvarande har vissa tillverkare förbättrat lågtemperaturprestandan hos litiumjärnfosfat genom att förbättra elektrolytsystemet, förbättra den positiva elektrodformeln, förbättra materialets prestanda och förbättra utformningen av cellstrukturen.

Ternärt litiumbatteri
Ternärt polymerlitiumbatteri avser litiumbatteriet vars katodmaterial är ternärt katodmaterial av litiumnickelkoboltmanganat (Li (NiCoMn) O2).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.Batteriet med ternärt material som katod har hög säkerhet jämfört med litiumkoboltbatteri, men dess spänning är för låg.

Dess främsta fördelar är: bra cykelprestanda;Nackdelen är att användningen är begränsad.Men på grund av skärpningen av den inhemska politiken för ternära litiumbatterier tenderar utvecklingen av ternära litiumbatterier att sakta ner.

Litium manganat batteri
Litiummanganatbatteri är ett av de mer lovande litiumjonkatodmaterialen.Jämfört med traditionella katodmaterial som litiumkobalat har litiummanganat fördelarna med rika resurser, låg kostnad, ingen förorening, bra säkerhet, bra multiplikationsprestanda, etc. Det är ett idealiskt katodmaterial för kraftbatterier.Dess dåliga cykelprestanda och elektrokemiska stabilitet begränsar emellertid i hög grad dess industrialisering.Litiummanganat innefattar främst spinelllitiummanganat och skiktat litiummanganat.Spinellen litiummanganat har en stabil struktur och är lätt att realisera industriell produktion.Dagens marknadsprodukter är alla av denna struktur.Spinelllitiummanganat tillhör kubiskt kristallsystem, Fd3m rymdgrupp, och den teoretiska specifika kapaciteten är 148mAh/g.På grund av den tredimensionella tunnelstrukturen kan litiumjoner inbäddas reversibelt från spinellgittret utan att orsaka kollaps av strukturen, så det har utmärkt förstoringsprestanda och stabilitet.

3. NiMH-batteri
NiMH-batteri är ett slags batteri med bra prestanda.Den positiva aktiva substansen i nickelvätebatteri är Ni (OH) 2 (kallad NiO-elektrod), den negativa aktiva substansen är metallhydrid, även kallad vätelagringslegering (kallad vätelagringselektrod), och elektrolyten är 6mol/L kaliumhydroxidlösning .

Nickelmetallhydridbatteri är uppdelat i högspänningsnickelmetallhydridbatteri och lågspänningsnickelmetallhydridbatteri.

Lågspännings nickelmetallhydridbatteri har följande egenskaper: (1) Batterispänningen är 1,2~1,3 V, vilket motsvarar ett nickelkadmiumbatteri;(2) Hög energitäthet, mer än 1,5 gånger den för nickelkadmiumbatterier;(3) Snabb laddning och urladdning, bra lågtemperaturprestanda;(4) Förseglingsbar, stark överladdning och urladdningsmotstånd;(5) Ingen generering av dendritiska kristaller, vilket kan förhindra kortslutning i batteriet;(6) Säker och pålitlig, ingen förorening av miljön, ingen minneseffekt, etc.

Högspännings nickelvätebatteri har följande egenskaper: (1) Stark tillförlitlighet.Den har bra över- och överladdningsskydd, tål hög laddningsurladdning och har ingen dendritbildning.Den har bra specifika egenskaper.Dess specifika massakapacitet är 60A · h/kg, vilket är 5 gånger den för nickelkadmiumbatterier.(2) Lång livslängd, upp till tusentals gånger.(3) Helt förseglad, mindre underhåll.(4) Lågtemperaturprestandan är utmärkt och kapaciteten ändras inte nämnvärt vid -10 ℃.

De viktigaste fördelarna med NiMH-batterier är: hög energitäthet, snabb laddning 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.Den har egenskaperna hög kapacitet, brett användningsområde (miljö) och lång livslängd.Det är en ny energiprodukt för närvarande.

Vätskeflödesbatteri används vanligtvis i systemet för energilagringskraftverk, som består av stackenhet, elektrolytlösning och elektrolytlösningslagring och tillförselenhet, kontroll- och hanteringsenhet, etc. Kärnan är sammansatt av en stack och (stacken är består av dussintals celler för oxidationsreduktionsreaktion) och en enda cell för laddning och urladdning enligt specifika krav i serie, och dess struktur liknar den för en bränslecellstapel.

Vanadinflödesbatteri är en ny typ av energilagrings- och energilagringsutrustning.Den kan inte bara användas som en stödjande energilagringsenhet för sol- och vindkraftsproduktionsprocesser, utan kan också användas för topprakning av elnätet för att förbättra stabiliteten i elnätet och säkerställa säkerheten för elnätet.Dess främsta fördelar är: flexibel layout, lång livslängd, snabba svarstider och inga skadliga utsläpp;Nackdelen är att energitätheten varierar mycket.

5. Natriumsvavelbatteri
Natriumsvavelbatteriet består av positiv pol, negativ pol, elektrolyt, diafragma och skal.Till skillnad från vanliga sekundära batterier (blybatterier, nickelkadmiumbatterier etc.) är natriumsvavelbatteriet sammansatt av smält elektrod och 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.Sekundärbatteri med metallnatrium som negativ elektrod, svavel som positiv elektrod och keramiskt rör som elektrolytseparator.Under en viss arbetsgrad kan natriumjoner reagera reversibelt med svavel genom elektrolytmembranet för att bilda energifrisättning och lagring.

Som en ny typ av kemisk kraftkälla har denna typ av batteri utvecklats mycket sedan det kom till.Natriumsvavelbatteri är litet i storlek, stor kapacitet, lång livslängd och hög effektivitet.Det används i stor utsträckning vid lagring av elektrisk energi, såsom topprakning och dalfyllning, nödströmförsörjning och vindkraftsproduktion.

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

Natriumsvavelbatteriet har också brister.Dess arbetstemperatur är 300-350 ℃, så batteriet måste värmas upp och hållas varmt under drift.Detta problem kan dock effektivt lösas genom att använda högpresterande vakuumvärmeisoleringsteknik.

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

Blykolbatteriet är en ny typ av superbatteri, som kombinerar blybatteriet och superkondensatorn: det ger inte bara spel åt fördelarna med den omedelbara laddningen av superkondensatorn med stor kapacitet, utan ger också spel åt den specifika energin fördelen med blybatteriet, och har mycket bra laddnings- och urladdningsprestanda - det kan laddas helt på 90 minuter (om blybatteriet laddas och laddas ur på detta sätt är dess livslängd mindre än 30 gånger).Dessutom, på grund av tillsatsen av kol (grafen), förhindras fenomenet med sulfatering av den negativa elektroden, vilket förbättrar en faktor för batterifel i det förflutna och förlänger batteriets livslängd.

Blykolbatteriet är en blandning av asymmetrisk superkondensator och blybatteri i form av intern parallellkoppling.Som en ny typ av superbatteri är blykolbatteriet en kombination av teknikerna för blybatteri och superkondensator.Det är ett energilagringsbatteri med två funktioner med både kapacitiva egenskaper och batteriegenskaper.Därför ger det inte bara fullt spel åt fördelarna med superkondensator momentan kraftladdning med stor kapacitet, utan ger också fullt spel åt energifördelarna med bly-syrabatterier, som kan laddas fullt på en timme.Den har bra laddnings- och urladdningsprestanda.På grund av användningen av blykolteknologi är blykolbatteriets prestanda mycket överlägsen den för traditionella blybatterier, som kan användas i nya energifordon, såsom hybridelektriska fordon, elcyklar och andra områden;Det kan också användas inom området för ny energilagring, såsom vindkraftproduktion och energilagring.