Ⅰ:Panoramica delle batterie al litio ferro fosfato (LiFePO4)
Cos'è una batteria al litio ferro fosfato (LiFePO4)? La batteria LiFePO4 utilizza il fosfato di ferro di litio come materiale dell'elettrodo positivo. La tensione nominale di una singola batteria LiFePO4 è 3,2 V e la tensione di interruzione della carica è 3,6 V ~ 3,65 V. LiFePO4 supporta l'espansione e immagazzina energia elettrica su larga scala dopo aver formato un sistema di accumulo di energia. Il sistema di accumulo di energia della batteria LiFePO4 è costituito da un pacco batteria LiFePO4, un sistema di gestione della batteria (BMS), un raddrizzatore, un inverter, un sistema di monitoraggio centrale, un trasformatore, ecc.
Come tutti sappiamo, la popolarità del mercato continua a crescere, determinata dalle caratteristiche della batteria LiFePO4:
1. Buone prestazioni di sicurezza, lunga durata del ciclo, nessuna combustione e nessuna esplosione in caso di sovraccarico;
2. Buone prestazioni ad alta temperatura, intervallo di temperatura di lavoro 20 gradi ~ 70 gradi;
3. Ciclo di vita lungo, maggiore o uguale a 4000 volte;
4. Ricarica rapida, con capacità di ricarica rapida 1C-5C, in modo significativo
abbreviare il tempo di ricarica;
5. Alta tensione di lavoro e alta densità di energia
6. Protezione verde e ambientale, nessuna sostanza nociva, nessun inquinamento per l'ambiente;
7. Vantaggi economici significativi, energia rinnovabile;
Ⅱ: Le caratteristiche strutturali della batteria LiFePO4:
1. Elettrodo positivo: LiFePO4 con struttura in olivina, l'elettrodo positivo collega il foglio di alluminio;
2. Elettrodo negativo: composto da carbonio o grafite; l'elettrodo negativo collega una lamina di rame.
3. Diaframma: il diaframma separa la batteria dall'elettrodo positivo; il materiale del diaframma è un polimero;
4. Elettroliti: come esafluorofosfato di litio, perclorato di litio, tetrafluoroborato di litio, ecc.
5. Elettrolita: carbonato di etilene, carbonato di propilene, carbonato di dimetile, butirrato di etile, carbonato di fluoroetilene, borato di bis-ossalato di litio, esafluorofosfato di litio.
6. Materiali isolanti, valvole di sicurezza, anelli di tenuta, gusci, ecc.
Ⅲ: Il principio di carica e scarica della batteria LiFePO4
In breve, durante il processo di carica, gli ioni di litio Li plus nell'elettrodo positivo LiFePO4 migrano verso l'elettrodo negativo attraverso il separatore polimerico; durante il processo di scarica, gli ioni di litio Li plus nell'elettrodo negativo migrano nuovamente verso l'elettrodo positivo attraverso il separatore.
Principio di carica: quando la batteria si carica, gli ioni di litio migrano dal cristallo LiFePO4 alla superficie del cristallo. Sotto la forza del campo elettrico, Li plus entra nell'elettrolita, passa attraverso il separatore, quindi migra sulla superficie del cristallo di grafite attraverso l'elettrolita e quindi si intercala nel reticolo di grafite. Gli elettroni fluiscono verso il collettore in foglio di alluminio attraverso il conduttore. Passa attraverso la linguetta, il polo positivo, il circuito esterno, il polo negativo e il polo negativo, scorrendo verso il collettore in lamina di rame del polo negativo. Infine, scorre verso l'elettrodo negativo di grafite attraverso il conduttore per bilanciare la carica dell'elettrodo negativo. Dopo che gli ioni di litio sono deintecalizzati dal fosfato di ferro di litio, il fosfato di ferro di litio si converte in fosfato di ferro.
Principio di scarica: quando la batteria si scarica, gli ioni di litio vengono deintercalizzati dal cristallo di grafite, entrano nell'elettrolita e quindi passano attraverso il separatore, migrano sulla superficie del cristallo di fosfato di ferro di litio attraverso l'elettrolita e quindi si reinseriscono nel reticolo di litio ferro fosfato. Gli elettroni fluiscono verso il collettore in lamina di rame attraverso il conduttore. E fluire verso il collettore del foglio di alluminio dell'elettrodo positivo attraverso la linguetta, il polo negativo della batteria, un circuito esterno, il polo positivo e il polo positivo. Quindi scorre verso il polo positivo del fosfato di ferro di litio attraverso il conduttore e la carica positiva è bilanciata. Dopo che gli ioni di litio si sono intercalati nel cristallo di fosfato di ferro, il fosfato di ferro si converte in fosfato di ferro e litio.
Principio di carica e scarica
Il principio di carica e scarica del sistema di accumulo di energia della batteria LiFePO4: nella fase di carica, l'alimentazione intermittente o la rete elettrica carica il sistema di accumulo di energia. La corrente alternata viene rettificata in corrente continua attraverso il raddrizzatore per caricare il modulo della batteria di accumulo di energia e quindi immagazzinare energia. Nella fase di scarica, il sistema di accumulo di energia scarica nella rete o nel carico. La corrente continua viene convertita in corrente alternata attraverso l'inverter. E l'uscita dell'inverter è controllata dal sistema di monitoraggio centrale, che può fornire potenza stabile alla rete o al carico.
