Ⅰ:Oversikt over litiumjernfosfatbatterier (LiFePO4)
Hva er et litiumjernfosfatbatteri（LiFePO4）? LiFePO4-batteriet bruker litiumjernfosfat som et positivt elektrodemateriale. Nominell spenning til et enkelt LiFePO4-batteri er 3,2V, og ladesperrespenningen er 3,6V~3,65V. LiFePO4 støtter ekspansjon og lagrer storskala elektrisk energi etter å ha dannet et energilagringssystem. LiFePO4 batterienergilagringssystem består av en LiFePO4 batteripakke, Battery Management System (BMS), likeretter, inverter, sentralt overvåkingssystem, transformator, etc.
Som vi alle vet, fortsetter markedspopulariteten å stige, noe som bestemmes av egenskapene til LiFePO4-batteriet:
1. God sikkerhetsytelse, lang levetid, ingen brenning og ingen eksplosjon ved overlading;
2. God ytelse ved høy temperatur, arbeidstemperaturområde 20 grader ~ 70 grader;
3. Lang sykluslevetid, større enn eller lik 4000 ganger;
4. Hurtiglading, med 1C-5C hurtiglading, betydelig
forkorte ladetiden;
5. Høy arbeidsspenning og høy energitetthet
6. Grønn og miljøvern, ingen skadelige stoffer, ingen forurensning til miljøet;
7. Betydelige økonomiske fordeler, fornybar energi;
Ⅱ: De strukturelle egenskapene til LiFePO4-batteriet:
1. Positiv elektrode: LiFePO4 med olivinstruktur, den positive elektroden forbinder aluminiumsfolie;
2. Negativ elektrode: sammensatt av karbon eller grafitt; den negative elektroden forbinder en kobberfolie.
3. Membran: Membranen skiller batteriet fra den positive elektroden; diafragmamaterialet er en polymer;
4. Elektrolytter: som litiumheksafluorfosfat, litiumperklorat, litiumtetrafluorborat, etc.
5. Elektrolytt: etylenkarbonat, propylenkarbonat, dimetylkarbonat, etylbutyrat, fluoretylenkarbonat, litiumbis-oksalatborat, litiumheksafluorfosfat.
6. Isolasjonsmaterialer, sikkerhetsventiler, tetningsringer, skall m.m.
Ⅲ: Lade- og utladingsprinsippet til LiFePO4-batteriet
Kort sagt, under ladeprosessen migrerer litiumionene Li pluss i den LiFePO4 positive elektroden til den negative elektroden gjennom polymerseparatoren; under utladningsprosessen migrerer litiumionene Li pluss i den negative elektroden til den positive elektroden igjen gjennom separatoren.
Ladeprinsipp: Når batteriet lades, migrerer litiumioner fra LiFePO4-krystallen til krystalloverflaten. Under den elektriske feltkraften går Li pluss inn i elektrolytten, passerer gjennom separatoren, og migrerer deretter til overflaten av grafittkrystallen gjennom elektrolytten, og interkalerer deretter inn i grafittgitteret. Elektronene strømmer til aluminiumsfolieoppsamleren gjennom lederen. Passer gjennom tappen, den positive polen, den eksterne kretsen, den negative polen og den negative polen, og flyter til kobberfoliesamleren til den negative polen. Til slutt strømmer den til den negative grafittelektroden gjennom lederen for å balansere ladningen til den negative elektroden. Etter at litiumionene er deinterkalert fra litiumjernfosfatet, omdannes litiumjernfosfatet til jernfosfat.
Utladningsprinsipp: Når batteriet utlades, deinterkaleres litiumioner fra grafittkrystallen, går inn i elektrolytten og passerer deretter gjennom separatoren, migrerer til overflaten av litiumjernfosfatkrystallen gjennom elektrolytten og settes deretter inn i gitteret igjen av litiumjernfosfat. Elektroner strømmer til kobberfoliekollektoren gjennom lederen. Og flyt til aluminiumsfoliesamleren til den positive elektroden gjennom tappen, batteriets negative pol, en ekstern krets, positiv pol og positiv pol. Deretter strømmer til litiumjernfosfat-positivpolen gjennom lederen og den positive ladningen balanseres. Etter at litiumionene har interkalert inn i jernfosfatkrystallen, omdannes jernfosfatet til litiumjernfosfat.
Lading og utladingsprinsipp
Lade- og utladingsprinsippet til LiFePO4 batterienergilagringssystem: I ladestadiet lader den intermitterende strømforsyningen eller strømnettet energilagringssystemet. Vekselstrømmen likerettes til likestrøm gjennom likeretteren for å lade energilagringsbatterimodulen og lagre energi. I utladningsstadiet tømmes energilagringssystemet til nettet eller lasten. DC-strømmen konverteres til vekselstrøm gjennom omformeren. Og inverterutgangen styres av det sentrale overvåkingssystemet, som kan gi stabil effekt til nettet eller lasten.
