Ⅰ: Pregled litij željezo fosfatnih baterija (LiFePO4)
Što je litij željezo fosfatna baterija（LiFePO4）? LiFePO4 baterija koristi litij željezo fosfat kao materijal pozitivne elektrode. Nazivni napon jedne LiFePO4 baterije je 3,2 V, a napon prekida punjenja je 3,6 V~3,65 V. LiFePO4 podržava ekspanziju i pohranjuje veliku električnu energiju nakon formiranja sustava za pohranu energije. LiFePO4 baterijski sustav za pohranu energije sastoji se od LiFePO4 baterijskog paketa, sustava upravljanja baterijom (BMS), ispravljača, pretvarača, središnjeg nadzornog sustava, transformatora itd.
Kao što svi znamo, popularnost na tržištu nastavlja rasti, što je određeno karakteristikama LiFePO4 baterije:
1. Dobre sigurnosne performanse, dug životni ciklus, bez gorenja i eksplozije kada se prepuni;
2. Dobre performanse pri visokim temperaturama, raspon radne temperature 20 stupnjeva ~70 stupnjeva;
3. Dug životni ciklus, veći ili jednak 4000 puta;
4. Brzo punjenje, s mogućnošću brzog punjenja od 1C-5C, značajno
skraćivanje vremena punjenja;
5. Visoki radni napon i velika gustoća energije
6. Zelena i zaštita okoliša, nema štetnih tvari, nema zagađenja okoliša;
7. Značajne ekonomske koristi, obnovljiva energija;
Ⅱ: Strukturne karakteristike LiFePO4 baterije:
1. Pozitivna elektroda: LiFePO4 sa strukturom olivina, pozitivna elektroda povezuje aluminijsku foliju;
2. Negativna elektroda: sastoji se od ugljika ili grafita; negativna elektroda povezuje bakrenu foliju.
3. Membrana: Dijafragma odvaja bateriju od pozitivne elektrode; materijal dijafragme je polimer;
4. Elektroliti: kao što su litij heksafluorofosfat, litij perklorat, litij tetrafluoroborat itd.
5. Elektrolit: etilen karbonat, propilen karbonat, dimetil karbonat, etil butirat, fluoretilen karbonat, litijev bis-oksalat borat, litijev heksafluorofosfat.
6. Izolacijski materijali, sigurnosni ventili, brtveni prstenovi, školjke itd.
Ⅲ: Princip punjenja i pražnjenja LiFePO4 baterije
Ukratko, tijekom procesa punjenja, litijevi ioni Li plus u LiFePO4 pozitivnoj elektrodi migriraju na negativnu elektrodu kroz polimerni separator; tijekom procesa pražnjenja, litijevi ioni Li plus u negativnoj elektrodi ponovno migriraju na pozitivnu elektrodu kroz separator.
Princip punjenja: Kada se baterija puni, litijevi ioni migriraju iz kristala LiFePO4 na površinu kristala. Pod djelovanjem sile električnog polja, Li plus ulazi u elektrolit, prolazi kroz separator, zatim migrira na površinu grafitnog kristala kroz elektrolit, a zatim interkalira u grafitnu rešetku. Elektroni teku do kolektora od aluminijske folije kroz vodič. Prođite kroz jezičak, pozitivni pol, vanjski krug, negativni pol i negativni pol, teći do kolektora bakrene folije negativnog pola. Konačno, teče do grafitne negativne elektrode kroz vodič kako bi uravnotežio naboj negativne elektrode. Nakon što su litijevi ioni deinterkalirani iz litij željezo fosfata, litij željezo fosfat se pretvara u željezo fosfat.
Princip pražnjenja: Kada se baterija isprazni, litijevi ioni se deinterkaliraju iz kristala grafita, ulaze u elektrolit, a zatim prolaze kroz separator, migriraju na površinu kristala litij željezo fosfata kroz elektrolit, a zatim se ponovno umetnu u rešetku litij željezo fosfata. Elektroni teku do kolektora bakrene folije kroz vodič. I protok do kolektora aluminijske folije pozitivne elektrode kroz jezičak, negativni pol baterije, vanjski krug, pozitivni pol i pozitivni pol. Zatim teče do pozitivnog pola litij željezo fosfata kroz vodič i pozitivni naboj je uravnotežen. Nakon što se litijevi ioni interkaliraju u kristale željeznog fosfata, željezni fosfat se pretvara u litij željezo fosfat.
Princip punjenja i pražnjenja
Princip punjenja i pražnjenja LiFePO4 baterijskog sustava za pohranu energije: U fazi punjenja, isprekidano napajanje ili električna mreža puni sustav za pohranu energije. Izmjenična struja se ispravlja u istosmjernu kroz ispravljač kako bi se napunio baterijski modul za pohranu energije, a zatim pohranila energija. U fazi pražnjenja, sustav za pohranu energije ispušta se u mrežu ili opterećenje. Istosmjerna struja pretvara se u izmjeničnu struju putem pretvarača. A izlaz pretvarača kontrolira središnji nadzorni sustav, koji može osigurati stabilnu izlaznu snagu u mrežu ili opterećenje.
