Ⅰ: Преглед на литиево-желязо-фосфатни батерии (LiFePO4)
Какво е литиево-желязо-фосфатна батерия（LiFePO4）? Батерията LiFePO4 използва литиево-железен фосфат като положителен електроден материал. Номиналното напрежение на една LiFePO4 батерия е 3,2 V, а напрежението на прекъсване на заряда е 3,6 V ~ 3,65 V. LiFePO4 поддържа разширяване и съхранява електрическа енергия в голям мащаб след формиране на система за съхранение на енергия. Системата за съхранение на енергия от батерии LiFePO4 се състои от батериен пакет LiFePO4, система за управление на батерията (BMS), токоизправител, инвертор, централна система за наблюдение, трансформатор и др.
Както всички знаем, пазарната популярност продължава да нараства, което се определя от характеристиките на LiFePO4 батерията:
1. Добри показатели за безопасност, дълъг живот на цикъла, без изгаряне и експлозия при презареждане;
2. Добра производителност при висока температура, работен температурен диапазон 20 градуса ~70 градуса;
3. Дълъг живот на цикъла, по-голям или равен на 4000 пъти;
4. Бързо зареждане, с възможност за бързо зареждане 1C-5C, значително
съкращаване на времето за зареждане;
5. Високо работно напрежение и висока енергийна плътност
6. Зелена и опазване на околната среда, без вредни вещества, без замърсяване на околната среда;
7. Значителни икономически ползи, възобновяема енергия;
Ⅱ: Структурните характеристики на батерията LiFePO4:
1. Положителен електрод: LiFePO4 с оливинова структура, положителният електрод свързва алуминиево фолио;
2. Отрицателен електрод: съставен от въглерод или графит; отрицателният електрод свързва медно фолио.
3. Мембрана: Диафрагмата отделя батерията от положителния електрод; материалът на диафрагмата е полимер;
4. Електролити: като литиев хексафлуорофосфат, литиев перхлорат, литиев тетрафлуороборат и др.
5. Електролит: етилен карбонат, пропилен карбонат, диметил карбонат, етил бутират, флуоретилен карбонат, литиев бис-оксалат борат, литиев хексафлуорофосфат.
6. Изолационни материали, предпазни клапани, уплътнителни пръстени, черупки и др.
Ⅲ: Принципът на зареждане и разреждане на батерията LiFePO4
Накратко, по време на процеса на зареждане, литиевите йони Li плюс в LiFePO4 положителния електрод мигрират към отрицателния електрод през полимерния сепаратор; по време на процеса на разреждане, литиевите йони Li плюс в отрицателния електрод отново мигрират към положителния електрод през сепаратора.
Принцип на зареждане: Когато батерията се зарежда, литиевите йони мигрират от кристала LiFePO4 към повърхността на кристала. Под силата на електрическото поле Li plus навлиза в електролита, преминава през сепаратора, след това мигрира към повърхността на графитния кристал през електролита и след това се вмъква в графитната решетка. Електроните преминават към колектора от алуминиево фолио през проводника. Преминете през раздела, положителния полюс, външната верига, отрицателния полюс и отрицателния полюс, преминавайки към колектора на медно фолио на отрицателния полюс. Накрая тече към графитния отрицателен електрод през проводника, за да балансира заряда на отрицателния електрод. След като литиевите йони се деинтеркалират от литиево-железния фосфат, литиево-железният фосфат се превръща в железен фосфат.
Принцип на разреждане: Когато батерията се разреди, литиевите йони се деинтеркалират от графитния кристал, навлизат в електролита и след това преминават през сепаратора, мигрират към повърхността на кристала на литиево-железния фосфат през електролита и след това се вмъкват отново в решетката литиево-железен фосфат. Електроните преминават към колектора от медно фолио през проводника. И тече към колектора от алуминиево фолио на положителния електрод през раздела, отрицателния полюс на батерията, външна верига, положителен полюс и положителен полюс. След това тече към положителния полюс на литиево-железния фосфат през проводника и положителният заряд се балансира. След като литиевите йони се интеркалират в кристала на железния фосфат, железният фосфат се превръща в литиево-железен фосфат.
Принцип на зареждане и разреждане
Принципът на зареждане и разреждане на системата за съхранение на енергия на батерии LiFePO4: В етапа на зареждане периодичното захранване или електрическата мрежа зареждат системата за съхранение на енергия. Променливият ток се коригира в постоянен ток през токоизправителя, за да зареди модула на батерията за съхранение на енергия, след което да съхранява енергия. В етапа на разреждане системата за съхранение на енергия се разрежда към мрежата или товара. DC мощността се преобразува в AC чрез инвертора. И изходът на инвертора се контролира от централната система за наблюдение, която може да осигури стабилна изходна мощност към мрежата или товара.
