Baterai LiFePO4

Baterai lithium iron phosphate merupakan baterai lithium-ion yang menggunakan bahan lithium iron phosphate (LiFePO4) sebagai bahan elektroda positif dan karbon sebagai bahan elektroda negatif.
Selama proses pengisian, beberapa ion litium dalam litium besi fosfat diekstraksi, ditransfer ke elektroda negatif melalui elektrolit, dan tertanam dalam bahan karbon elektroda negatif;pada saat yang sama, elektron dilepaskan dari elektroda positif dan mencapai elektroda negatif dari sirkuit eksternal untuk menjaga keseimbangan reaksi kimia.Selama proses pelepasan, ion litium diekstraksi dari elektroda negatif dan mencapai elektroda positif melalui elektrolit.Pada saat yang sama, elektroda negatif melepaskan elektron dan mencapai elektroda positif dari sirkuit eksternal untuk menyediakan energi bagi dunia luar.
Baterai LiFePO4 memiliki keunggulan tegangan kerja yang tinggi, kepadatan energi yang tinggi, siklus hidup yang panjang, kinerja keselamatan yang baik, tingkat self-discharge yang rendah dan tidak ada efek memori.
Fitur Struktur Baterai
Sisi kiri baterai litium besi fosfat merupakan elektroda positif yang tersusun dari bahan LiFePO4 berstruktur olivin, yang dihubungkan ke elektroda positif baterai dengan aluminium foil.Di sebelah kanan adalah elektroda negatif baterai yang terbuat dari karbon (grafit), yang dihubungkan ke elektroda negatif baterai dengan kertas tembaga.Di tengahnya terdapat pemisah polimer, yang memisahkan elektroda positif dari elektroda negatif, dan ion litium dapat melewati pemisah tersebut tetapi elektron tidak dapat melewatinya.Bagian dalam baterai diisi dengan elektrolit, dan baterai ditutup rapat dengan casing logam.

Fitur baterai lithium besi fosfat
Kepadatan energi yang lebih tinggi

Menurut laporan, kepadatan energi baterai lithium besi fosfat cangkang aluminium persegi yang diproduksi secara massal pada tahun 2018 adalah sekitar 160Wh/kg.Pada tahun 2019, beberapa produsen baterai unggulan mungkin dapat mencapai level 175-180Wh/kg.Teknologi chip dan kapasitasnya dibuat lebih besar atau bisa dicapai 185Wh/kg.
kinerja keselamatan yang baik
Kinerja elektrokimia bahan katoda baterai litium besi fosfat relatif stabil, yang menentukan bahwa ia memiliki platform pengisian dan pengosongan yang stabil.Oleh karena itu, struktur baterai tidak akan berubah selama proses pengisian dan pengosongan, serta tidak akan terbakar dan meledak.Masih sangat aman dalam kondisi khusus seperti pengisian, pemerasan, dan akupunktur.

Siklus hidup yang panjang

Masa pakai siklus 1C baterai litium besi fosfat umumnya mencapai 2.000 kali, atau bahkan lebih dari 3.500 kali, sedangkan pasar penyimpanan energi membutuhkan lebih dari 4.000-5.000 kali, memastikan masa pakai 8-10 tahun, yang lebih tinggi dari 1.000 siklus baterai ternary.Siklus hidup baterai timbal-asam yang tahan lama adalah sekitar 300 kali lipat.
Aplikasi industri baterai lithium besi fosfat

Penerapan industri kendaraan energi baru

“Rencana Pengembangan Industri Kendaraan Energi Baru dan Hemat Energi” di negara saya mengusulkan bahwa “tujuan keseluruhan pengembangan kendaraan energi baru di negara saya adalah: pada tahun 2020, produksi kumulatif dan penjualan kendaraan energi baru akan mencapai 5 juta unit, dan negara saya skala industri kendaraan hemat energi dan energi baru akan mendapat peringkat di dunia.barisan depan".Baterai litium besi fosfat banyak digunakan pada mobil penumpang, mobil penumpang, kendaraan logistik, kendaraan listrik kecepatan rendah, dll.Dipengaruhi oleh kebijakan, baterai ternary menempati posisi dominan dengan keunggulan kepadatan energi, namun baterai litium besi fosfat masih menempati keunggulan yang tak tergantikan dalam mobil penumpang, kendaraan logistik, dan bidang lainnya.Di bidang mobil penumpang, baterai litium besi fosfat menyumbang sekitar 76%, 81%, 78% dari batch ke-5, ke-6, dan ke-7 dari “Katalog Model yang Direkomendasikan untuk Promosi dan Penerapan Kendaraan Energi Baru” (selanjutnya disebut disebut sebagai “Katalog”) pada tahun 2018. %, masih mempertahankan mainstream.Di bidang kendaraan khusus, baterai litium besi fosfat menyumbang sekitar 30%, 32%, dan 40% dari “Katalog” batch ke-5, ke-6, dan ke-7 pada tahun 2018, dan proporsi penerapannya secara bertahap meningkat. .
Yang Yusheng, akademisi dari Chinese Academy of Engineering, percaya bahwa penggunaan baterai litium besi fosfat di pasar kendaraan listrik jarak jauh tidak hanya dapat meningkatkan keselamatan kendaraan, tetapi juga mendukung pemasaran kendaraan listrik jarak jauh. menghilangkan jarak tempuh, keamanan, harga, dan biaya kendaraan listrik murni.Kekhawatiran tentang pengisian daya, masalah baterai selanjutnya, dll. Selama periode 2007 hingga 2013, banyak perusahaan mobil telah meluncurkan proyek kendaraan listrik murni jarak jauh.

Mulai aplikasi dengan daya

Selain karakteristik daya baterai lithium, baterai starter lithium iron phosphate juga memiliki kemampuan mengeluarkan daya tinggi secara instan.Baterai timbal-asam tradisional digantikan oleh baterai lithium berdaya dengan energi kurang dari satu kilowatt-jam, dan motor starter serta generator tradisional digantikan oleh motor BSG., tidak hanya memiliki fungsi idling start-stop, tetapi juga memiliki fungsi mematikan dan meluncur mesin, meluncur dan pemulihan energi pengereman, penguat akselerasi dan jelajah listrik.

Aplikasi di pasar penyimpanan energi

Baterai LiFePO4 memiliki serangkaian keunggulan unik seperti tegangan kerja tinggi, kepadatan energi tinggi, siklus hidup panjang, tingkat self-discharge rendah, tidak ada efek memori, perlindungan lingkungan hijau, dll., dan mendukung ekspansi tanpa langkah, cocok untuk listrik skala besar penyimpanan energi, di pembangkit listrik Energi Terbarukan memiliki prospek penerapan yang baik di bidang sambungan jaringan pembangkit listrik yang aman, regulasi puncak jaringan listrik, pembangkit listrik terdistribusi, pasokan listrik UPS, dan sistem pasokan listrik darurat.
Menurut laporan penyimpanan energi terbaru yang baru-baru ini dirilis oleh GTM Research, sebuah organisasi riset pasar internasional, penerapan proyek penyimpanan energi sisi jaringan di Tiongkok pada tahun 2018 terus meningkatkan konsumsi baterai litium besi fosfat.
Dengan meningkatnya pasar penyimpanan energi, dalam beberapa tahun terakhir, beberapa perusahaan baterai listrik telah mengerahkan bisnis penyimpanan energi untuk membuka pasar aplikasi baru untuk baterai lithium iron phosphate.Di satu sisi, karena karakteristik umurnya yang sangat panjang, penggunaan yang aman, kapasitas besar, dan perlindungan lingkungan yang ramah lingkungan, litium besi fosfat dapat ditransfer ke bidang penyimpanan energi, yang akan memperluas rantai nilai dan mendorong pembentukan energi. model bisnis baru.Di sisi lain, sistem penyimpanan energi yang mendukung baterai lithium iron phosphate telah menjadi pilihan utama di pasar.Menurut laporan, baterai litium besi fosfat telah dicoba digunakan pada bus listrik, truk listrik, pengaturan frekuensi di sisi pengguna dan sisi jaringan.
1. Pembangkit listrik energi terbarukan seperti pembangkit listrik tenaga angin dan pembangkit listrik fotovoltaik terhubung dengan aman ke jaringan listrik.Sifat acak, intermiten, dan volatilitas pembangkit listrik tenaga angin menentukan bahwa pengembangan skala besar pasti akan berdampak signifikan pada pengoperasian sistem tenaga listrik yang aman.Dengan pesatnya perkembangan industri tenaga angin, terutama sebagian besar pembangkit listrik tenaga angin di negara saya merupakan “pembangunan terpusat berskala besar dan transmisi jarak jauh”, pembangkit listrik tenaga angin skala besar yang terhubung ke jaringan menimbulkan tantangan berat bagi dunia. pengoperasian dan pengendalian jaringan listrik besar.
Pembangkit listrik fotovoltaik dipengaruhi oleh suhu lingkungan, intensitas cahaya matahari dan kondisi cuaca, dan pembangkit listrik fotovoltaik mempunyai karakteristik fluktuasi acak.negara saya menghadirkan tren pembangunan “pembangunan terdesentralisasi, akses di lokasi bertegangan rendah” dan “pembangunan skala besar, akses tegangan menengah dan tinggi”, yang mengedepankan persyaratan yang lebih tinggi untuk regulasi puncak jaringan listrik dan pengoperasian sistem tenaga yang aman.
Oleh karena itu, produk penyimpanan energi berkapasitas besar telah menjadi faktor kunci dalam menyelesaikan kontradiksi antara jaringan listrik dan pembangkit energi terbarukan.Sistem penyimpanan energi baterai lithium besi fosfat memiliki karakteristik konversi kondisi kerja yang cepat, mode operasi yang fleksibel, efisiensi tinggi, keselamatan dan perlindungan lingkungan, serta skalabilitas yang kuat.Masalah pengendalian tegangan lokal, meningkatkan keandalan pembangkit listrik energi terbarukan dan meningkatkan kualitas daya, sehingga energi terbarukan dapat menjadi pasokan listrik yang berkelanjutan dan stabil.
Dengan perluasan kapasitas dan skala yang berkelanjutan, serta kematangan teknologi terintegrasi yang berkelanjutan, biaya sistem penyimpanan energi akan semakin berkurang.Setelah uji keamanan dan keandalan jangka panjang, sistem penyimpanan energi baterai litium besi fosfat diharapkan dapat digunakan dalam energi terbarukan seperti tenaga angin dan pembangkit listrik fotovoltaik.Ini telah banyak digunakan dalam koneksi jaringan listrik yang aman untuk pembangkit energi dan peningkatan kualitas daya.
2 regulasi puncak jaringan listrik.Sarana utama pengaturan puncak jaringan listrik selalu berupa pembangkit listrik penyimpanan yang dipompa.Karena pembangkit listrik tenaga pompa-penyimpanan perlu membangun dua waduk, yaitu waduk atas dan waduk bawah, yang sangat dibatasi oleh kondisi geografis, maka tidak mudah untuk membangun di daerah datar, luasnya luas, dan biaya pemeliharaannya tinggi.Penggunaan sistem penyimpanan energi baterai lithium besi fosfat untuk menggantikan pembangkit listrik penyimpanan yang dipompa, untuk mengatasi beban puncak jaringan listrik, tidak dibatasi oleh kondisi geografis, pemilihan lokasi bebas, investasi lebih sedikit, penggunaan lahan lebih sedikit, biaya pemeliharaan rendah, akan memainkan peran penting dalam proses regulasi puncak jaringan listrik.
3 Pembangkit listrik terdistribusi.Karena cacat pada jaringan listrik besar itu sendiri, sulit untuk menjamin persyaratan kualitas, efisiensi, keamanan dan keandalan pasokan listrik.Untuk unit dan perusahaan penting, pasokan listrik ganda atau bahkan beberapa pasokan listrik sering kali diperlukan sebagai cadangan dan perlindungan.Sistem penyimpanan energi baterai litium besi fosfat dapat mengurangi atau menghindari pemadaman listrik yang disebabkan oleh kegagalan jaringan listrik dan berbagai kejadian tak terduga, serta memastikan pasokan listrik yang aman dan andal di rumah sakit, bank, pusat komando dan kendali, pusat pemrosesan data, industri bahan kimia, dan presisi. industri manufaktur.Berperan penting.
4 catu daya UPS.Perkembangan ekonomi Tiongkok yang berkelanjutan dan pesat telah menyebabkan desentralisasi kebutuhan pengguna pasokan listrik UPS, yang menyebabkan semakin banyak industri dan perusahaan yang memiliki permintaan terus menerus akan pasokan listrik UPS.
Dibandingkan dengan baterai timbal-asam, baterai lithium besi fosfat memiliki keunggulan siklus hidup yang panjang, keamanan dan stabilitas, perlindungan lingkungan yang ramah lingkungan, dan tingkat self-discharge yang rendah.akan digunakan secara luas.

Aplikasi di bidang lain

Baterai lithium besi fosfat juga banyak digunakan di bidang militer karena siklus hidup yang baik, keamanan, kinerja suhu rendah dan keunggulan lainnya.Pada tanggal 10 Oktober 2018, sebuah perusahaan baterai di Shandong tampil menonjol di Pameran Pencapaian Inovasi Teknologi Integrasi Militer-Sipil Qingdao yang pertama, dan memamerkan produk-produk militer termasuk baterai militer bersuhu sangat rendah -45℃.