แบตเตอรี่ LiFePO4

แบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตเป็นแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่ใช้ลิเธียมเหล็กฟอสเฟต (LiFePO4) เป็นวัสดุอิเล็กโทรดบวกและคาร์บอนเป็นวัสดุอิเล็กโทรดเชิงลบ
ในระหว่างกระบวนการชาร์จ ลิเธียมไอออนบางส่วนในลิเธียมเหล็กฟอสเฟตจะถูกสกัด ถ่ายโอนไปยังอิเล็กโทรดลบผ่านอิเล็กโทรไลต์ และฝังอยู่ในวัสดุคาร์บอนอิเล็กโทรดลบในเวลาเดียวกัน อิเล็กตรอนจะถูกปล่อยออกจากขั้วบวกและไปถึงขั้วลบจากวงจรภายนอกเพื่อรักษาสมดุลของปฏิกิริยาเคมีในระหว่างกระบวนการคายประจุ ลิเธียมไอออนจะถูกแยกออกจากอิเล็กโทรดเชิงลบและเข้าถึงอิเล็กโทรดบวกผ่านอิเล็กโทรไลต์ในเวลาเดียวกัน อิเล็กโทรดลบจะปล่อยอิเล็กตรอนและไปถึงอิเล็กโทรดบวกจากวงจรภายนอกเพื่อให้พลังงานแก่โลกภายนอก
แบตเตอรี่ LiFePO4 มีข้อดีคือมีแรงดันไฟฟ้าทำงานสูง ความหนาแน่นของพลังงานสูง อายุการใช้งานยาวนาน มีประสิทธิภาพด้านความปลอดภัยที่ดี อัตราการคายประจุเองต่ำ และไม่มีผลกระทบต่อหน่วยความจำ
คุณสมบัติโครงสร้างแบตเตอรี่
ด้านซ้ายของแบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตเป็นอิเล็กโทรดบวกที่ประกอบด้วยวัสดุ LiFePO4 ที่มีโครงสร้างโอลิวีน ซึ่งเชื่อมต่อกับอิเล็กโทรดบวกของแบตเตอรี่ด้วยอลูมิเนียมฟอยล์ทางด้านขวาคือขั้วลบของแบตเตอรี่ที่ประกอบด้วยคาร์บอน (กราไฟท์) ซึ่งเชื่อมต่อกับขั้วลบของแบตเตอรี่ด้วยฟอยล์ทองแดงตรงกลางคือตัวแยกโพลีเมอร์ ซึ่งจะแยกอิเล็กโทรดบวกออกจากอิเล็กโทรดลบ และลิเธียมไอออนสามารถผ่านตัวแยกได้ แต่อิเล็กตรอนไม่สามารถทำได้ภายในแบตเตอรี่เต็มไปด้วยอิเล็กโทรไลต์ และแบตเตอรี่ถูกปิดผนึกอย่างแน่นหนาด้วยปลอกโลหะ

คุณสมบัติของแบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟต
ความหนาแน่นของพลังงานที่สูงขึ้น

ตามรายงาน ความหนาแน่นของพลังงานของแบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตเปลือกอลูมิเนียมทรงสี่เหลี่ยมที่ผลิตจำนวนมากในปี 2561 อยู่ที่ประมาณ 160Wh/กก.ในปี 2019 ผู้ผลิตแบตเตอรี่ที่ยอดเยี่ยมบางรายอาจสามารถบรรลุระดับ 175-180Wh/kgเทคโนโลยีชิปและความจุมีขนาดใหญ่ขึ้น หรือสามารถทำได้ถึง 185Wh/กก.
ประสิทธิภาพด้านความปลอดภัยที่ดี
ประสิทธิภาพทางเคมีไฟฟ้าของวัสดุแคโทดของแบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตค่อนข้างเสถียร ซึ่งกำหนดว่ามีแพลตฟอร์มการชาร์จและการคายประจุที่เสถียรดังนั้นโครงสร้างของแบตเตอรี่จะไม่เปลี่ยนแปลงในระหว่างกระบวนการชาร์จและคายประจุ และจะไม่ไหม้และระเบิดยังคงปลอดภัยมากภายใต้เงื่อนไขพิเศษ เช่น การชาร์จ การบีบ และการฝังเข็ม

วงจรชีวิตยาว

อายุการใช้งานของแบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตโดยทั่วไปอยู่ที่ 1C ถึง 2,000 เท่า หรือมากกว่า 3,500 เท่า ในขณะที่ตลาดการจัดเก็บพลังงานต้องการมากกว่า 4,000-5,000 เท่า ทำให้มั่นใจได้ถึงอายุการใช้งาน 8-10 ปี ซึ่งสูงกว่า 1,000 รอบ ของแบตเตอรี่แบบไตรภาคอายุการใช้งานของแบตเตอรี่ตะกั่วกรดที่มีอายุการใช้งานยาวนานคือประมาณ 300 เท่า
การใช้แบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตในอุตสาหกรรม

การประยุกต์ใช้อุตสาหกรรมยานยนต์พลังงานใหม่

“แผนพัฒนาอุตสาหกรรมยานยนต์ประหยัดพลังงานและพลังงานใหม่ของประเทศของฉัน” เสนอว่า “เป้าหมายโดยรวมของการพัฒนารถยนต์พลังงานใหม่ในประเทศของฉันคือ: ภายในปี 2020 การผลิตสะสมและการขายรถยนต์พลังงานใหม่จะสูงถึง 5 ล้านคัน และ ระดับอุตสาหกรรมยานยนต์ประหยัดพลังงานและพลังงานใหม่จะติดอันดับโลกแถวหน้า".แบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในรถยนต์นั่งส่วนบุคคล รถยนต์นั่งส่วนบุคคล ยานพาหนะโลจิสติกส์ ยานพาหนะไฟฟ้าความเร็วต่ำ ฯลฯ เนื่องจากข้อดีด้านความปลอดภัยที่ดีและต้นทุนต่ำด้วยอิทธิพลจากนโยบาย แบตเตอรี่แบบไตรภาคจึงครองตำแหน่งที่โดดเด่นด้วยความได้เปรียบด้านความหนาแน่นของพลังงาน แต่แบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตยังคงมีข้อได้เปรียบที่ไม่สามารถทดแทนได้ในรถยนต์นั่งส่วนบุคคล ยานพาหนะโลจิสติกส์ และสาขาอื่นๆในด้านรถยนต์นั่งส่วนบุคคล แบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตคิดเป็นประมาณ 76%, 81%, 78% ของชุดที่ 5, 6 และ 7 ของ "แคตตาล็อกรุ่นที่แนะนำสำหรับการส่งเสริมและการประยุกต์ใช้ยานพาหนะพลังงานใหม่" (ต่อไปนี้ เรียกว่า “แคตตาล็อก”) ในปี 2561 % ยังคงรักษากระแสหลักในด้านยานพาหนะพิเศษ แบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตคิดเป็นประมาณ 30%, 32% และ 40% ของ "แคตตาล็อก" ชุดที่ 5, 6 และ 7 ในปี 2561 ตามลำดับ และสัดส่วนการใช้งานก็ค่อยๆ เพิ่มขึ้น .
Yang Yusheng นักวิชาการของ Chinese Academy of Engineering เชื่อว่าการใช้แบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตในตลาดยานพาหนะไฟฟ้าระยะไกลไม่เพียงแต่ปรับปรุงความปลอดภัยของยานพาหนะเท่านั้น แต่ยังสนับสนุนการทำตลาดของยานพาหนะไฟฟ้าในระยะไกลอีกด้วย ขจัดระยะทาง ความปลอดภัย ราคา และต้นทุนของยานพาหนะไฟฟ้าบริสุทธิ์ความวิตกกังวลเกี่ยวกับการชาร์จ ปัญหาแบตเตอรี่ที่ตามมา ฯลฯ ในช่วงปี 2550 ถึง 2556 บริษัทรถยนต์หลายแห่งได้เปิดตัวโครงการรถยนต์ไฟฟ้าบริสุทธิ์ในระยะไกล

เริ่มแอปพลิเคชั่นบนพาวเวอร์

นอกเหนือจากลักษณะของแบตเตอรี่ลิเธียมพลังงานแล้ว แบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตสตาร์ทเตอร์ยังมีความสามารถในการส่งออกพลังงานสูงได้ทันทีแบตเตอรี่กรดตะกั่วแบบเดิมจะถูกแทนที่ด้วยแบตเตอรี่ลิเธียมกำลังที่มีพลังงานน้อยกว่าหนึ่งกิโลวัตต์ชั่วโมง และมอเตอร์สตาร์ทและเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบเดิมจะถูกแทนที่ด้วยมอเตอร์ BSGไม่เพียงแต่มีฟังก์ชั่นการสตาร์ท-ดับเครื่องยนต์ขณะเดินเบาเท่านั้น แต่ยังมีฟังก์ชั่นการปิดเครื่องและการเคลื่อนตัวของเครื่องยนต์ การนำพลังงานกลับคืนจากการเคลื่อนตัวและการเบรก บูสเตอร์เร่งความเร็ว และระบบควบคุมความเร็วแบบไฟฟ้า

การใช้งานในตลาดการจัดเก็บพลังงาน

แบตเตอรี่ LiFePO4 มีข้อดีที่เป็นเอกลักษณ์หลายประการ เช่น แรงดันไฟฟ้าที่ใช้งานสูง ความหนาแน่นของพลังงานสูง อายุการใช้งานยาวนาน อัตราการคายประจุเองต่ำ ไม่มีผลกระทบต่อหน่วยความจำ การคุ้มครองสิ่งแวดล้อมสีเขียว ฯลฯ และรองรับการขยายตัวแบบไม่มีขั้นตอน เหมาะสำหรับไฟฟ้าขนาดใหญ่ การจัดเก็บพลังงานในโรงไฟฟ้าพลังงานหมุนเวียนมีแนวโน้มการใช้งานที่ดีในด้านการเชื่อมต่อโครงข่ายที่ปลอดภัยสำหรับการผลิตไฟฟ้า การควบคุมจุดสูงสุดของโครงข่ายไฟฟ้า โรงไฟฟ้าแบบกระจาย ระบบจ่ายไฟของ UPS และระบบจ่ายไฟฉุกเฉิน
ตามรายงานการจัดเก็บพลังงานล่าสุดที่เผยแพร่โดย GTM Research ซึ่งเป็นองค์กรวิจัยตลาดระหว่างประเทศ การประยุกต์ใช้โครงการจัดเก็บพลังงานฝั่งกริดในประเทศจีนในปี 2018 ยังคงเพิ่มการบริโภคแบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตอย่างต่อเนื่อง
ด้วยการเพิ่มขึ้นของตลาดการจัดเก็บพลังงาน ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา บริษัทแบตเตอรี่พลังงานบางแห่งได้ปรับใช้ธุรกิจการจัดเก็บพลังงานเพื่อเปิดตลาดการใช้งานใหม่สำหรับแบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตในแง่หนึ่ง เนื่องจากลักษณะของอายุการใช้งานที่ยาวนานเป็นพิเศษ การใช้งานที่ปลอดภัย ความจุขนาดใหญ่ และการปกป้องสิ่งแวดล้อมสีเขียว ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตจึงสามารถถ่ายโอนไปยังด้านการจัดเก็บพลังงาน ซึ่งจะขยายห่วงโซ่คุณค่าและส่งเสริมการจัดตั้ง รูปแบบธุรกิจใหม่ในทางกลับกัน ระบบกักเก็บพลังงานที่รองรับแบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตได้กลายเป็นตัวเลือกหลักในตลาดตามรายงาน ได้มีการลองใช้แบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตในรถโดยสารไฟฟ้า รถบรรทุกไฟฟ้า การควบคุมความถี่ด้านผู้ใช้และด้านกริด
1. การผลิตพลังงานทดแทน เช่น การผลิตพลังงานลมและการผลิตไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ มีการเชื่อมต่อเข้ากับโครงข่ายอย่างปลอดภัยความสุ่ม ความไม่สม่ำเสมอ และความผันผวนของการผลิตพลังงานลมเป็นตัวกำหนดว่าการพัฒนาขนาดใหญ่จะมีผลกระทบสำคัญต่อการทำงานที่ปลอดภัยของระบบไฟฟ้าอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ด้วยการพัฒนาอย่างรวดเร็วของอุตสาหกรรมพลังงานลม โดยเฉพาะอย่างยิ่งฟาร์มกังหันลมส่วนใหญ่ในประเทศของฉัน "การพัฒนาแบบรวมศูนย์ขนาดใหญ่และการส่งผ่านทางไกล" การผลิตไฟฟ้าที่เชื่อมต่อกับกริดของฟาร์มกังหันลมขนาดใหญ่ก่อให้เกิดความท้าทายอย่างรุนแรงต่อ การดำเนินการและการควบคุมโครงข่ายไฟฟ้าขนาดใหญ่
การผลิตไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ได้รับผลกระทบจากอุณหภูมิโดยรอบ ความเข้มของแสงจากแสงอาทิตย์ และสภาพอากาศ และการผลิตไฟฟ้าโซลาร์เซลล์นำเสนอลักษณะของความผันผวนแบบสุ่มประเทศของฉันนำเสนอแนวโน้มการพัฒนาของ "การพัฒนาแบบกระจายอำนาจ การเข้าถึงไฟฟ้าแรงต่ำในสถานที่" และ "การพัฒนาขนาดใหญ่ การเข้าถึงไฟฟ้าแรงปานกลางและสูง" ซึ่งทำให้มีข้อกำหนดที่สูงขึ้นสำหรับการควบคุมจุดสูงสุดของโครงข่ายไฟฟ้าและการทำงานที่ปลอดภัยของระบบไฟฟ้า
ดังนั้นผลิตภัณฑ์กักเก็บพลังงานที่มีความจุสูงจึงกลายเป็นปัจจัยสำคัญในการแก้ไขข้อขัดแย้งระหว่างกริดและการผลิตพลังงานหมุนเวียนระบบจัดเก็บพลังงานแบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตมีลักษณะเฉพาะของการแปลงสภาพการทำงานอย่างรวดเร็ว โหมดการทำงานที่ยืดหยุ่น ประสิทธิภาพสูง ความปลอดภัยและการปกป้องสิ่งแวดล้อม และความสามารถในการปรับขนาดที่แข็งแกร่งปัญหาการควบคุมแรงดันไฟฟ้าในท้องถิ่น ปรับปรุงความน่าเชื่อถือของการผลิตไฟฟ้าพลังงานหมุนเวียน และปรับปรุงคุณภาพไฟฟ้า เพื่อให้พลังงานทดแทนสามารถกลายเป็นแหล่งพลังงานที่ต่อเนื่องและมีเสถียรภาพ
ด้วยการขยายกำลังการผลิตและขนาดอย่างต่อเนื่อง และความเติบโตอย่างต่อเนื่องของเทคโนโลยีบูรณาการ ต้นทุนของระบบกักเก็บพลังงานจะลดลงอีกหลังจากการทดสอบความปลอดภัยและความน่าเชื่อถือในระยะยาว ระบบจัดเก็บพลังงานแบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตคาดว่าจะนำไปใช้ในพลังงานหมุนเวียน เช่น พลังงานลมและการผลิตไฟฟ้าโซลาร์เซลล์มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในการเชื่อมต่อโครงข่ายที่ปลอดภัยสำหรับการผลิตพลังงานและการปรับปรุงคุณภาพไฟฟ้า
2 การควบคุมจุดสูงสุดของกริดพลังงานวิธีการหลักของการควบคุมจุดสูงสุดของโครงข่ายไฟฟ้าคือการสูบสถานีไฟฟ้าสำรองมาโดยตลอดเนื่องจากโรงไฟฟ้ากักเก็บแบบสูบจำเป็นต้องสร้างอ่างเก็บน้ำ 2 แห่ง คือ อ่างเก็บน้ำบนและล่าง ซึ่งมีข้อจำกัดอย่างมากจากสภาพทางภูมิศาสตร์ การก่อสร้างในพื้นที่ราบจึงไม่ใช่เรื่องง่าย และพื้นที่มีขนาดใหญ่และค่าบำรุงรักษาสูงการใช้ระบบจัดเก็บพลังงานแบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตเพื่อทดแทนสถานีไฟฟ้าจัดเก็บแบบสูบเพื่อรับมือกับภาระสูงสุดของโครงข่ายไฟฟ้า ไม่ จำกัด ด้วยสภาพทางภูมิศาสตร์ การเลือกไซต์ฟรี การลงทุนน้อยลง การยึดครองที่ดินน้อยลง ค่าบำรุงรักษาต่ำ จะมีบทบาทสำคัญในกระบวนการควบคุมจุดสูงสุดของโครงข่ายไฟฟ้า
3 สถานีไฟฟ้าแบบกระจายเนื่องจากข้อบกพร่องของโครงข่ายไฟฟ้าขนาดใหญ่ จึงเป็นเรื่องยากที่จะรับประกันข้อกำหนดด้านคุณภาพ ประสิทธิภาพ ความปลอดภัย และความน่าเชื่อถือของแหล่งจ่ายไฟสำหรับหน่วยและองค์กรที่สำคัญ มักจะต้องใช้แหล่งจ่ายไฟแบบคู่หรือแม้แต่แหล่งจ่ายไฟหลายตัวเพื่อสำรองและป้องกันระบบจัดเก็บพลังงานแบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตสามารถลดหรือหลีกเลี่ยงไฟฟ้าดับที่เกิดจากความล้มเหลวของโครงข่ายไฟฟ้าและเหตุการณ์ที่ไม่คาดคิดต่างๆ และรับประกันการจ่ายไฟที่ปลอดภัยและเชื่อถือได้ในโรงพยาบาล ธนาคาร ศูนย์บัญชาการและควบคุม ศูนย์ประมวลผลข้อมูล อุตสาหกรรมวัสดุเคมี และความแม่นยำ อุตสาหกรรมการผลิต.มีบทบาทสำคัญ.
แหล่งจ่ายไฟยูพีเอส 4 เครื่องการพัฒนาเศรษฐกิจของจีนอย่างต่อเนื่องและรวดเร็วได้นำไปสู่การกระจายอำนาจความต้องการของผู้ใช้แหล่งจ่ายไฟของ UPS ซึ่งทำให้อุตสาหกรรมและองค์กรจำนวนมากขึ้นมีความต้องการแหล่งจ่ายไฟของ UPS อย่างต่อเนื่อง
เมื่อเปรียบเทียบกับแบตเตอรี่ตะกั่วกรด แบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตมีข้อดีคือมีอายุการใช้งานยาวนาน ความปลอดภัยและเสถียรภาพ การปกป้องสิ่งแวดล้อมที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม และอัตราการคายประจุเองต่ำจะถูกใช้กันอย่างแพร่หลาย

การประยุกต์ใช้งานในด้านอื่นๆ

แบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตยังใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านการทหารเนื่องจากมีวงจรชีวิตที่ดี ความปลอดภัย ประสิทธิภาพที่อุณหภูมิต่ำ และข้อดีอื่นๆเมื่อวันที่ 10 ตุลาคม 2018 บริษัทแบตเตอรี่แห่งหนึ่งในซานตงได้ปรากฏตัวอย่างแข็งแกร่งในนิทรรศการความสำเร็จด้านนวัตกรรมเทคโนโลยีบูรณาการการทหารและพลเรือนชิงเต่าครั้งแรก และได้จัดแสดงผลิตภัณฑ์ทางการทหาร รวมถึงแบตเตอรี่อุณหภูมิต่ำพิเศษทางทหาร -45°C