Бүгүнкү күндө дээрлик ар бир адамдын чөнтөгүндө бир нече жылдан бери жаңырта элек үй иш тактаңыздан ашып түшө турган телефон (смартфон, камералуу телефон, планшет) бар. Ар бир гаджетиңизде литий полимердик батарейка бар. Эми суроо туулат: «терүүчүлөрдөн» көп функционалдуу түзүлүшкө кайтарылгыс өтүү качан болгонун кайсы окурман так эстейт?
Кыйын... Эс тутумуңузду чыңдооңуз керек, биринчи "акылдуу" телефонуңузду сатып алган жылыңызды эстеңиз. Мен үчүн 2008-2010-жылдардын тегерегинде. Ал кезде кадимки телефон үчүн литий батареясынын сыйымдуулугу болжол менен 700 мАч болсо, азыр телефондун батареяларынын кубаттуулугу 4 миң мАчка жетет.
Болжол менен айтканда, батареянын көлөмү болгону 6 эсеге көбөйгөндүгүнө карабастан, кубаттуулукту 2 эсеге көбөйтүү.
Кантип биз эмне , UPS үчүн литий-иондук чечимдер рынокту тездик менен багындырууда, бир катар талашсыз артыкчылыктарга ээ жана (өзгөчө сервердик бөлмөдө).
Достор, бүгүн биз темир-литий фосфат (LFP) жана литий-марганец (LMO) батареяларынын негизиндеги чечимдерди түшүнүүгө жана салыштырууга, алардын артыкчылыктарын жана кемчиликтерин изилдөөгө жана бир катар конкреттүү көрсөткүчтөр боюнча бири-бири менен салыштырууга аракет кылабыз. Эске сала кетейин, батарейкалардын эки түрү тең литий-иондук, литий-полимердик батареяларга таандык, бирок химиялык курамы боюнча айырмаланат. Уландысы кызык болсо коттун астына.
Энергияны сактоодо литий технологияларынын келечеги
2017-жылы Россия Федерациясынын учурдагы абалы төмөнкүдөй болгон.
Булакты колдонуу: «Россия Федерациясында электр энергиясын сактоо тутумун өнүктүрүү концепциясы», Россия Федерациясынын Энергетика министрлиги, 21-август, 2017-жыл.
Көрүнүп тургандай, ал кезде литий-иондук технология өнөр жай өндүрүшүнүн технологиясына (биринчи кезекте LFP технологиясы) жакындашууда алдыңкы орунда турган.
Андан кийин, келгиле, Кошмо Штаттардагы тенденцияларды карап көрөлү, тагыраак айтканда, документтин акыркы версиясын карап көрөлү:
Маалымдама: ABBM үзгүлтүксүз энергия булактары үчүн энергия массивдери болуп саналат, алар электр энергетика тармагында төмөнкүлөр үчүн колдонулат:
- Өздүк керектөөлөр үчүн электр менен камсыздоо үзгүлтүккө учураганда өзгөчө маанилүү керектөөчүлөр үчүн электр энергиясын резервдөө (СН) 0,4 кВ көмөкчордондо (ПС).
- Альтернативдүү булактар үчүн "буфердик" диск катары.
- Электр энергиясын өндүрүү жана берүү объекттерин бошотуу үчүн керектөөнүн эң жогорку чегинде электр энергиясынын жетишсиздигинин ордун толтуруу.
- Күндүзгү энергиянын топтолушу, анын наркы төмөн (түнкү убакыт).
Көрүнүп тургандай, Li-Ion технологиялары 2016-жылга карата лидерлик позицияны бекем карманып, кубаттуулукта (МВт) да, энергияда да (МВтсаат) тез өсүштү.
Ошол эле документте биз төмөнкүлөрдү окуй алабыз:
"Литий-иондук технологиялар 80-жылдын аягында Кошмо Штаттарда ABBM системалары тарабынан өндүрүлгөн кошумча күч жана энергиянын 2016% дан ашыгын түзөт. Литий-иондук батарейкалар жогорку эффективдүү заряддоо циклине ээ жана топтолгон кубаттуулукту тезирээк чыгарышат. Мындан тышкары, аларда энергиянын тыгыздыгы (кубаттын тыгыздыгы, автордун эскертүүсү) жана жогорку чыгуу токтору бар, бул алардын портативдик электроника жана электр унаалары үчүн батарейка катары тандоосуна алып келди.
Келгиле, UPS үчүн эки литий-иондук батареянын технологияларын салыштырууга аракет кылалы
Биз LMO жана LFP химиясына курулган призмалык клеткаларды салыштырабыз. Дал ушул эки технология (мисалы, LMO-NMC сыяктуу вариациялары менен) азыр ар кандай электр унаалары жана электр унаалары үчүн негизги өнөр жай үлгүлөрү болуп саналат.
Электр унааларындагы аккумуляторлор боюнча лирикалык экспрессти бул жерден окуса болотСиз сурайсыз, буга электр транспортунун кандай тиешеси бар? Түшүндүрүп берейин: Li-Ion технологияларын колдонуу менен электрдик унаалардын активдүү жайылуусу прототиптердин этапынан көптөн бери ашып кетти. Жана биз билгендей, бардык акыркы технологиялар бизге жашоонун кымбат, жаңы тармактарынан келет. Мисалы, Формула 1ден бизге көптөгөн автомобиль технологиялары келди, жашообузга космос тармагынан көптөгөн жаңы технологиялар кирди жана башкалар... Ошондуктан, биздин оюбузча, литий-иондук технологиялар азыр өнөр жай чечимдерине кирип жатат.
Негизги өндүрүүчүлөрдүн, аккумулятордун химиясынын жана электромобилдерди (гибриддерди) жигердүү чыгарып жаткан автомобиль компанияларынын ортосундагы салыштыруу таблицасын карап көрөлү.
Биз UPSде колдонуу үчүн форма факторуна туура келген призматикалык клеткаларды тандайбыз. Көрүнүп тургандай, литий титанат (LTO-NMC) өзгөчө сакталган энергия жагынан аутсайдер болуп саналат. Өнөр жай чечимдеринде, айрыкча UPS батарейкаларында колдонууга ылайыктуу призмалык клеткалардын үч өндүрүүчүсү калды.
Мен документтен цитата келтирип, которуп берем "Электр унаасынын батарейкалары үчүн литий электродунун жашоо циклинин баалоо- LEAF, Tesla жана VOLVO автобустары үчүн клетка" (Оригинал "Литиум электроддун узак мөөнөттүү жашоо циклин баалоо электр унаасынын батарейкасы- LEAF үчүн клетка" , Tesla and Volvo bus" 11-жылдын 2017-декабрында Матс Закриссондон чыккан. Анда негизинен унаанын аккумуляторлорундагы химиялык процесстер, титирөөлөрдүн жана климаттык иштөө шарттарынын таасири, айлана-чөйрөгө зыяны каралат. Бирок салыштырууга байланыштуу бир кызыктуу фраза бар. эки литий-иондук батарейка технологияларынын.
Менин эркин котормомдо мындай көрүнөт:
NMC технологиясы металл анод батареясы бар LFP технологиясына караганда унаа километрине экологияга тийгизген таасири азыраак экенин көрсөтүп турат, бирок каталарды азайтуу же жок кылуу кыйын. Негизги идея бул: NMCдин жогорку энергия тыгыздыгы азыраак салмакка алып келет жана ошону менен электр энергиясын керектөөнү азайтат.
1) Призматикалык клетка LMO технологиясы, өндүрүүчүсү , баасы 400 доллар.
LMO клеткасынын көрүнүшү
2) Призматикалык клетка LFP технологиясы, өндүрүүчүсү , баасы 160 доллар.
LFP клеткасынын көрүнүшү
3) Салыштыруу үчүн, келгиле, LFP технологиясына курулган учактын резервдик батареясын жана сенсациялуу жаңжалга катышкан бир эле кошолу , өндүрүүчүсү True Blue Power.
TB44 батареянын көрүнүшү
4) Объективдүү болуу үчүн стандарттуу UPS батарейкасын кошолу
Классикалык UPS батареясынын көрүнүшү
Келгиле, баштапкы маалыматтарды таблицага киргизели.
Көрүнүп тургандай, LMO клеткалары эң жогорку энергия эффективдүүлүгүнө ээ; классикалык коргошун энергияны үнөмдөөчү эң аз дегенде эки эсе көп.
Li-Ion аккумулятордук массиви үчүн BMS системасы бул чечимге салмак кошо тургандыгы, башкача айтканда, белгилүү бир энергияны болжол менен 20 пайызга (батареялардын таза салмагы менен толук чечимдин ортосундагы айырма) азайтаары баарына түшүнүктүү. BMS системаларын, модулдун кабыгын, аккумулятордук шкафтын контроллерин эске алуу менен). Литий-иондук аккумуляторлор жана коргошун-кислота аккумуляторлорунун аккумулятордук массивдери үчүн секиргичтердин, аккумулятордук өчүргүчтүн жана батареянын шкафынын массасы шарттуу түрдө бирдей деп эсептелет.
Эми эсептелген параметрлерди салыштырууга аракет кылалы. Бул учурда биз коргошун үчүн 70%, ал эми Li-Ion үчүн 90% чыгаруу тереңдигин кабыл алабыз.
Белгилей кетсек, учактын аккумулятору үчүн өзгөчө энергиянын төмөн болушу аккумулятордун өзү (модул катары каралышы мүмкүн) металл отко чыдамдуу корпуска салынгандыгы, туташтыргычтары жана төмөнкү температуралык шарттарда иштөө үчүн жылытуу системасы менен шартталган. Салыштыруу үчүн, TB44 батарейкасындагы бир клетка үчүн эсептөө берилген, андан биз мүнөздөмөлөрү кадимки LFP клеткасына окшош деген тыянак чыгарууга болот. Мындан тышкары, учактын аккумулятору жогорку заряд/разряд агымдары үчүн иштелип чыккан, бул учакты жерде жаңы учууга тез даярдоо жана бортто авария болгон учурда чоң разряд агымы менен байланышкан, мисалы, борттогу кубаттуулукту жоготуу
Айтмакчы, өндүрүүчү өзү учактын батареяларынын ар кандай түрлөрүн ушундайча салыштырат
Таблицалардан көрүп тургандай:
1) LMO технологиясында аккумулятордук шкафтын кубаттуулугу жогору.
2) LFP үчүн батарея циклдарынын саны жогору.
3) LFP үчүн салыштырма салмагы азыраак, ошого жараша, ошол эле кубаттуулугу менен, темир-литий фосфат технологиясына негизделген аккумулятордук шкаф чоңураак.
4) LFP технологиясы анын химиялык түзүлүшү менен шартталган жылуулук качууга азыраак жакын. Натыйжада, ал салыштырмалуу коопсуз деп эсептелет.
UPS менен иштөө үчүн литий-иондук батарейкаларды кантип батарейка массивине айкалыштырууга болорун так түшүнүүнү каалагандар үчүн мен бул жерден карап чыгууну сунуштайм.Мисалы, бул диаграмма. Бул учурда аккумуляторлордун таза салмагы 340 кг, кубаттуулугу 100 ампер-саат болот.
Же LFP 160S2P үчүн схема, мында батарейкалардын таза массасы 512 кг жана кубаттуулугу 200 ампер-саат болот.
КОРУТУНДУ: Темир-литий фосфатынын химиясы бар аккумуляторлор (LiFeO4, LFP) көбүнчө электр унааларында колдонулганына карабастан, алардын мүнөздөмөлөрү LMO химиялык формуласына караганда бир катар артыкчылыктарга ээ, алар жогорку ток менен кубаттоого мүмкүндүк берет жана азыраак сезилет. термикалык качуу коркунучуна. Батареялардын кайсы түрүн тандоо даяр комплекстүү чечимди берүүчүнүн каалоосу боюнча калат, ал муну бир катар критерийлерге ылайык аныктайт жана эң аз дегенде UPSтин бөлүгү катары батарея массивинин баасы. Азыркы учурда литий-иондук батарейкалардын бардык түрү классикалык чечимдерге караганда баасы боюнча дагы эле төмөн, бирок литий батарейкаларынын бирдик массасына жана кичине өлчөмдөрүнө карата жогорку өзгөчө кубаттуулугу энергияны сактоонун жаңы түзүлүштөрүн тандоону барган сайын аныктайт. Кээ бир учурларда, UPSтин төмөнкү дүң салмагы жаңы технологияларды тандоону аныктайт. Бул процесс таптакыр байкалбастан өтөт жана азыркы учурда төмөн баа сегментинде (тиричилик чечимдери) кымбатчылык жана өнөр жай UPSтин эң мыкты UPS варианттарын издеп жаткан кардарлардын арасында литийдин өрт коопсуздугу жөнүндө ой жүгүртүүнүн инерциясы тоскоол болууда. кубаттуулугу 100 кВАдан ашык сегмент. 3 кВАдан 100 кВАга чейинки UPS кубаттуулугунун орто сегментинин деңгээли литий-иондук технологияларды колдонуу менен ишке ашырылышы мүмкүн, бирок чакан өндүрүштүн эсебинен ал кыйла кымбат жана VRLA батарейкаларын колдонуучу даяр сериялык UPS моделдеринен төмөн.
Сиз электрондук почта аркылуу суроо-талапты жөнөтүү аркылуу сервер бөлмөңүз же маалымат борборуңуз үчүн литий-иондук батарейкаларды колдонуу менен көбүрөөк чоо-жайын билип, конкреттүү чечимди талкуулай аласыз. , же компаниянын веб-сайтында суроо-талап кылуу менен .
АЧЫК ТЕХНОЛОГИЯЛАР – Сиздин максаттарыңызга жана милдеттериңизге ылайыкташтырылган дүйнөлүк лидерлердин ишенимдүү комплекстүү чечимдери.
Author: Куликов Олег
Жетекчи инженер-конструктор
Интегралдык чечимдер бөлүмү
Open Technologies компаниясы
Source: www.habr.com