Saat ini, hampir setiap orang memiliki ponsel di sakunya (smartphone, ponsel kamera, tablet) yang dapat mengungguli desktop rumah Anda, yang belum Anda perbarui selama beberapa tahun, dalam hal kinerja. Setiap gadget yang Anda miliki memiliki baterai lithium-polimer. Sekarang pertanyaannya adalah: pembaca mana yang akan mengingat dengan tepat kapan transisi yang tidak dapat dibatalkan dari βdialerβ ke perangkat multifungsi terjadi?
Sulit... Anda harus mempertajam ingatan Anda, ingat tahun Anda membeli ponsel "pintar" pertama Anda. Kalau saya sekitar tahun 2008-2010. Saat itu kapasitas baterai lithium ponsel biasa sekitar 700 mAh, kini kapasitas baterai ponsel mencapai 4 ribu mAh.
Peningkatan kapasitas sebanyak 6 kali lipat, padahal secara kasar ukuran baterainya hanya bertambah 2 kali lipat.
Seperti kita , solusi lithium-ion untuk UPS dengan cepat menaklukkan pasar, memiliki sejumlah keunggulan dan (terutama di ruang server).
Sobat, hari ini kita akan mencoba memahami dan membandingkan solusi berbahan dasar baterai iron-lithium phosphate (LFP) dan lithium-manganese (LMO), mempelajari kelebihan dan kekurangannya, serta membandingkannya satu sama lain berdasarkan beberapa indikator tertentu. Izinkan saya mengingatkan Anda bahwa kedua jenis baterai tersebut termasuk dalam baterai lithium-ion, baterai lithium-polimer, tetapi berbeda dalam komposisi kimianya. Jika Anda tertarik dengan kelanjutannya, silakan di bawah kucing.
Prospek teknologi litium dalam penyimpanan energi
Situasi saat ini di Federasi Rusia pada tahun 2017 adalah sebagai berikut.
Menggunakan sumber: βKonsep pengembangan sistem penyimpanan listrik di Federasi Rusia,β Kementerian Energi Federasi Rusia, 21 Agustus 2017.
Seperti yang Anda lihat, teknologi litium-ion pada saat itu memimpin pendekatan terhadap teknologi produksi industri (terutama teknologi LFP).
Selanjutnya, mari kita lihat tren di Amerika Serikat, atau lebih tepatnya, pertimbangkan versi terbaru dokumen tersebut:
Referensi: ABBM adalah rangkaian energi untuk catu daya tak terputus, yang digunakan dalam industri tenaga listrik untuk:
- Pemesanan tenaga listrik terutama bagi konsumen penting apabila terjadi gangguan pasokan listrik untuk kebutuhan sendiri (SN) 0,4 kV di gardu induk (PS).
- Sebagai penggerak βpenyanggaβ bagi sumber-sumber alternatif.
- Kompensasi kekurangan tenaga listrik pada saat konsumsi puncak untuk meringankan fasilitas pembangkitan dan transmisi listrik.
- Akumulasi energi pada siang hari ketika biayanya rendah (malam hari).
Seperti yang bisa kita lihat, teknologi Li-Ion memegang posisi terdepan pada tahun 2016 dan menunjukkan pertumbuhan pesat dalam bidang daya (MW) dan energi (MWh).
Dalam dokumen yang sama kita dapat membaca yang berikut:
βTeknologi lithium-ion mewakili lebih dari 80% tambahan daya dan energi yang dihasilkan oleh sistem ABBM di Amerika Serikat pada akhir tahun 2016. Baterai lithium-ion memiliki siklus pengisian daya yang sangat efisien dan melepaskan akumulasi daya lebih cepat. Selain itu, baterai ini memiliki kepadatan energi yang tinggi (kepadatan daya, catatan penulis) dan arus keluaran yang tinggi, sehingga baterai ini dipilih sebagai baterai untuk perangkat elektronik portabel dan kendaraan listrik.β
Mari kita coba bandingkan dua teknologi baterai lithium-ion untuk UPS
Kami akan membandingkan sel prismatik yang dibangun berdasarkan kimia LMO dan LFP. Kedua teknologi inilah (dengan variasi seperti LMO-NMC) yang kini menjadi desain industri utama untuk berbagai kendaraan listrik dan kendaraan listrik.
Penyimpangan liris tentang baterai pada kendaraan listrik dapat dibaca di siniAnda bertanya, apa hubungannya transportasi listrik dengan itu? Izinkan saya menjelaskan: penyebaran aktif kendaraan listrik yang menggunakan teknologi Li-Ion telah lama melampaui tahap prototipe. Dan seperti yang kita ketahui, semua teknologi terkini datang kepada kita dari bidang kehidupan baru yang mahal. Misalnya, banyak teknologi otomotif datang kepada kita dari Formula 1, banyak teknologi baru datang ke dalam hidup kita dari sektor luar angkasa, dan seterusnya... Oleh karena itu, menurut kami, teknologi lithium-ion kini merambah ke solusi industri.
Mari kita lihat tabel perbandingan antara produsen utama, kimia baterai, dan perusahaan otomotif itu sendiri yang aktif memproduksi kendaraan listrik (hibrida).
Kami hanya akan memilih sel prismatik yang sesuai dengan faktor bentuk untuk digunakan dalam UPS. Seperti yang Anda lihat, lithium titanate (LTO-NMC) adalah produk luar dalam hal energi tersimpan spesifik. Masih ada tiga produsen sel prismatik yang cocok untuk digunakan dalam solusi industri, khususnya baterai UPS.
Saya akan mengutip dan menerjemahkan dari dokumen βPenilaian siklus hidup elektroda litium umur panjang untuk sel baterai kendaraan listrik untuk bus LEAF, Tesla dan VOLVOβ (Asli βPenilaian siklus hidup elektroda litium umur panjang untuk sel baterai kendaraan listrik untuk LEAF , Tesla dan Volvo bus" tertanggal 11 Desember 2017 dari Mats Zackrisson. Sebagian besar mengkaji proses kimia pada baterai kendaraan, pengaruh getaran dan kondisi pengoperasian iklim, serta bahaya terhadap lingkungan. Namun, ada satu ungkapan menarik terkait perbandingan tersebut. dari dua teknologi baterai lithium-ion.
Dalam terjemahan gratis saya, tampilannya seperti ini:
Teknologi NMC menunjukkan dampak lingkungan per kilometer kendaraan yang lebih rendah dibandingkan teknologi LFP dengan sel baterai anoda logam, namun sulit untuk mengurangi atau menghilangkan kesalahan. Ide utamanya adalah: kepadatan energi NMC yang lebih tinggi menghasilkan bobot yang lebih rendah dan dengan demikian konsumsi daya yang lebih rendah.
1) Teknologi LMO sel prismatik, pabrikan , biaya $400.
Penampilan sel LMO
2) Teknologi LFP sel prismatik, pabrikan , biaya $160.
Penampilan sel LFP
3) Sebagai perbandingan, mari tambahkan baterai cadangan pesawat yang dibuat menggunakan teknologi LFP dan baterai yang sama yang ikut serta dalam skandal sensasional tersebut. , pabrikan True Blue Power.
Penampilan baterai TB44
4) Untuk objektivitas, mari tambahkan baterai UPS standar
Penampilan baterai UPS klasik
Mari kita masukkan data sumber ke dalam tabel.
Seperti yang bisa kita lihat, sel LMO memang memiliki efisiensi energi tertinggi; timbal klasik setidaknya dua kali lebih hemat energi.
Jelas bagi semua orang bahwa sistem BMS untuk rangkaian baterai Li-Ion akan menambah bobot pada solusi ini, yaitu, akan mengurangi energi spesifik sekitar 20 persen (perbedaan antara berat bersih baterai dan solusi lengkapnya). dengan mempertimbangkan sistem BMS, cangkang modul, pengontrol lemari baterai). Massa jumper, sakelar baterai, dan lemari baterai diasumsikan sama secara kondisional untuk baterai litium-ion dan rangkaian baterai baterai timbal-asam.
Sekarang mari kita coba membandingkan parameter yang dihitung. Dalam hal ini, kami akan menerima kedalaman pelepasan untuk timbal sebesar 70%, dan untuk Li-Ion sebesar 90%.
Perhatikan bahwa rendahnya energi spesifik baterai pesawat disebabkan oleh fakta bahwa baterai itu sendiri (yang dapat dianggap sebagai modul) dibungkus dalam wadah logam tahan api, memiliki konektor dan sistem pemanas untuk pengoperasian dalam kondisi suhu rendah. Sebagai perbandingan, diberikan perhitungan untuk satu sel pada baterai TB44, yang dapat disimpulkan bahwa karakteristiknya mirip dengan sel LFP konvensional. Selain itu, baterai pesawat dirancang untuk arus pengisian/pengosongan yang tinggi, yang dikaitkan dengan kebutuhan untuk mempersiapkan pesawat dengan cepat untuk penerbangan baru di darat dan arus pelepasan yang besar jika terjadi keadaan darurat di dalam pesawat, misalnya, hilangnya daya on-board
Omong-omong, beginilah cara pabrikan membandingkan berbagai jenis baterai pesawat
Seperti yang bisa kita lihat dari tabel:
1) Kekuatan lemari baterai dalam hal teknologi LMO lebih tinggi.
2) Jumlah siklus baterai untuk LFP lebih tinggi.
3) Berat jenis LFP lebih kecil, sehingga dengan kapasitas yang sama, lemari baterai berbasis teknologi besi-litium fosfat lebih besar.
4) Teknologi LFP tidak terlalu rentan terhadap pelepasan panas karena struktur kimianya. Hasilnya, dianggap relatif aman.
Bagi mereka yang ingin memahami dengan jelas bagaimana baterai lithium-ion dapat digabungkan ke dalam rangkaian baterai untuk bekerja dengan UPS, saya sarankan untuk melihat di sini.Misalnya diagram ini. Dalam hal ini, berat bersih baterai adalah 340 kg, kapasitasnya 100 ampere-jam.
Atau rangkaian untuk LFP 160S2P, dimana massa bersih baterainya adalah 512 kg dan kapasitasnya 200 ampere-jam.
KESIMPULAN: Terlepas dari kenyataan bahwa baterai dengan bahan kimia besi-litium fosfat (LiFeO4, LFP) banyak digunakan pada kendaraan listrik, karakteristiknya memiliki sejumlah keunggulan dibandingkan rumus kimia LMO, baterai memungkinkan pengisian dengan arus yang lebih tinggi, dan kurang rentan. terhadap risiko pelarian termal. Jenis baterai apa yang harus dipilih tetap bergantung pada kebijaksanaan pemasok solusi terintegrasi yang sudah jadi, yang menentukannya berdasarkan sejumlah kriteria, dan yang paling penting adalah biaya susunan baterai sebagai bagian dari UPS. Saat ini, semua jenis baterai litium-ion masih lebih rendah biayanya dibandingkan solusi klasik, namun daya spesifik baterai litium per satuan massa yang tinggi dan dimensi yang lebih kecil akan semakin menentukan pilihan terhadap perangkat penyimpanan energi baru. Dalam beberapa kasus, bobot kotor UPS yang lebih rendah menentukan pilihan terhadap teknologi baru. Proses ini akan berlangsung tanpa disadari, dan saat ini terhambat oleh tingginya biaya di segmen harga rendah (solusi rumah tangga) dan kelambanan pemikiran mengenai keselamatan kebakaran litium di antara pelanggan yang mencari opsi UPS terbaik di UPS industri. segmen dengan kapasitas lebih dari 100 kVA. Tingkat daya UPS segmen menengah dari 3 kVA hingga 100 kVA dapat diimplementasikan menggunakan teknologi lithium-ion, namun karena produksi skala kecil, harganya cukup mahal dan kalah dengan model UPS serial siap pakai yang menggunakan baterai VRLA.
Anda dapat mengetahui lebih detail dan mendiskusikan solusi spesifik penggunaan baterai lithium-ion untuk ruang server atau pusat data Anda dengan mengirimkan permintaan melalui email , atau dengan mengajukan permintaan di situs web perusahaan .
TEKNOLOGI TERBUKA β solusi komprehensif yang andal dari para pemimpin dunia, yang disesuaikan secara khusus dengan tujuan dan sasaran Anda.
penulis: Kulikov Oleg
Insinyur Desain Terkemuka
Departemen Solusi Integrasi
Perusahaan Teknologi Terbuka
Sumber: www.habr.com