Hari ini, hampir semua orang mempunyai telefon dalam poket mereka (telefon pintar, telefon kamera, tablet) yang boleh mengatasi prestasi desktop rumah anda, yang anda tidak kemas kini selama beberapa tahun, dari segi prestasi. Setiap alat yang anda miliki mempunyai bateri polimer litium. Sekarang persoalannya ialah: pembaca mana yang akan ingat dengan tepat apabila peralihan tidak boleh ditarik balik daripada "dialer" kepada peranti pelbagai fungsi berlaku?
Sukar... Anda perlu menegangkan ingatan anda, ingat tahun anda membeli telefon "pintar" pertama anda. Bagi saya sekitar 2008-2010. Pada masa itu, kapasiti bateri litium untuk telefon biasa adalah kira-kira 700 mAh; kini kapasiti bateri telefon mencapai 4 ribu mAh.
Peningkatan kapasiti sebanyak 6 kali, walaupun pada hakikatnya, secara kasarnya, saiz bateri hanya meningkat sebanyak 2 kali ganda.
Seperti kami , penyelesaian litium-ion untuk UPS dengan pantas menakluki pasaran, mempunyai beberapa kelebihan yang tidak dapat dinafikan dan (terutamanya di bilik pelayan).
Rakan-rakan, hari ini kita akan cuba memahami dan membandingkan penyelesaian berdasarkan bateri besi-lithium fosfat (LFP) dan litium-mangan (LMO), mengkaji kelebihan dan kekurangannya, dan membandingkan antara satu sama lain mengikut beberapa penunjuk tertentu. Biar saya ingatkan anda bahawa kedua-dua jenis bateri tergolong dalam litium-ion, bateri litium-polimer, tetapi berbeza dalam komposisi kimia. Jika anda berminat dengan sambungan, sila, di bawah kucing.
Prospek untuk teknologi litium dalam penyimpanan tenaga
Keadaan semasa di Persekutuan Rusia pada tahun 2017 adalah seperti berikut.
Menggunakan sumber: "Konsep untuk pembangunan sistem penyimpanan elektrik di Persekutuan Rusia," Kementerian Tenaga Persekutuan Rusia, 21 Ogos 2017.
Seperti yang anda lihat, teknologi litium-ion pada masa itu mendahului dalam mendekati teknologi pengeluaran perindustrian (terutamanya teknologi LFP).
Seterusnya, mari kita lihat arah aliran di Amerika Syarikat, atau lebih tepat lagi, pertimbangkan versi terkini dokumen:
Rujukan: ABBM ialah tatasusunan tenaga untuk bekalan kuasa tidak terganggu, yang digunakan dalam industri kuasa elektrik untuk:
- Tempahan elektrik untuk pengguna penting terutamanya sekiranya berlaku gangguan bekalan kuasa untuk keperluan sendiri (SN) 0,4 kV di pencawang (PS).
- Sebagai pemacu "penampan" untuk sumber alternatif.
- Pampasan untuk kekurangan kuasa semasa penggunaan puncak untuk melegakan kemudahan penjanaan dan penghantaran elektrik.
- Pengumpulan tenaga pada siang hari apabila kosnya rendah (pada waktu malam).
Seperti yang dapat kita lihat, teknologi Li-Ion, setakat 2016, memegang teguh kedudukan utama dan menunjukkan pertumbuhan berbilang pesat dalam kedua-dua kuasa (MW) dan tenaga (MWh).
Dalam dokumen yang sama kita boleh membaca perkara berikut:
βTeknologi litium-ion mewakili lebih daripada 80% kuasa dan tenaga tambahan yang dijana oleh sistem ABBM di Amerika Syarikat pada penghujung 2016. Bateri litium-ion mempunyai kitaran pengecasan yang sangat cekap dan membebaskan kuasa terkumpul dengan lebih cepat. Di samping itu, mereka mempunyai ketumpatan tenaga yang tinggi (ketumpatan kuasa, nota pengarang) dan arus keluaran yang tinggi, yang telah membawa kepada pilihan mereka sebagai bateri untuk elektronik mudah alih dan kenderaan elektrik.
Mari cuba bandingkan dua teknologi bateri lithium-ion untuk UPS
Kami akan membandingkan sel prismatik yang dibina pada kimia LMO dan LFP. Kedua-dua teknologi ini (dengan variasi seperti LMO-NMC) yang kini menjadi reka bentuk industri utama untuk pelbagai kenderaan elektrik dan kenderaan elektrik.
Penyimpangan lirik pada bateri dalam kenderaan elektrik boleh dibaca di siniAnda bertanya, apakah kaitan pengangkutan elektrik dengannya? Biar saya jelaskan: penyebaran aktif kenderaan elektrik menggunakan teknologi Li-Ion telah lama melepasi peringkat prototaip. Dan seperti yang kita tahu, semua teknologi terkini datang kepada kita dari bidang kehidupan baharu yang mahal. Sebagai contoh, banyak teknologi automotif datang kepada kami dari Formula 1, banyak teknologi baru datang ke dalam kehidupan kami dari sektor angkasa, dan sebagainya... Oleh itu, pada pendapat kami, teknologi litium-ion kini menembusi ke dalam penyelesaian perindustrian.
Mari kita lihat jadual perbandingan antara pengeluar utama, kimia bateri dan syarikat automotif sendiri yang giat mengeluarkan kenderaan elektrik (hibrid).
Kami akan memilih sel prismatik secara eksklusif yang sesuai dengan faktor bentuk untuk digunakan dalam UPS. Seperti yang anda lihat, lithium titanate (LTO-NMC) adalah orang luar dari segi tenaga tersimpan khusus. Masih terdapat tiga pengeluar sel prismatik yang sesuai untuk digunakan dalam penyelesaian industri, terutamanya bateri UPS.
Saya akan memetik dan menterjemah daripada dokumen "Penilaian kitaran hayat elektrod litium jangka hayat panjang untuk bateri kenderaan elektrik - sel untuk bas LEAF, Tesla dan VOLVO" (Asal "Penilaian kitaran hayat elektrod litium hayat panjang untuk bateri kenderaan elektrik untuk LEAF , bas Tesla dan Volvo" bertarikh 11 Disember 2017 daripada Mats Zackrisson. Ia kebanyakannya mengkaji proses kimia dalam bateri kenderaan, pengaruh getaran dan keadaan operasi iklim, dan kemudaratan kepada alam sekitar. Walau bagaimanapun, terdapat satu frasa menarik mengenai perbandingan daripada dua teknologi bateri litium-ion.
Dalam terjemahan percuma saya ia kelihatan seperti ini:
Teknologi NMC menunjukkan kesan alam sekitar yang lebih rendah bagi setiap kilometer kenderaan daripada teknologi LFP dengan sel bateri anod logam, tetapi sukar untuk mengurangkan atau menghapuskan ralat. Idea utama ialah ini: ketumpatan tenaga yang lebih tinggi daripada NMC menghasilkan berat yang lebih rendah dan dengan itu penggunaan kuasa yang lebih rendah.
1) Teknologi LMO sel prismatik, pengilang , berharga $400.
Kemunculan sel LMO
2) Teknologi LFP sel prismatik, pengeluar , berharga $160.
Kemunculan sel LFP
3) Sebagai perbandingan, mari tambah bateri sandaran pesawat yang dibina pada teknologi LFP dan yang sama yang mengambil bahagian dalam skandal sensasi , pengeluar True Blue Power.
Penampilan bateri TB44
4) Untuk objektiviti, mari tambah bateri UPS standard
Penampilan bateri UPS klasik
Mari letakkan data sumber ke dalam jadual.
Seperti yang dapat kita lihat, sememangnya, sel LMO mempunyai kecekapan tenaga tertinggi; plumbum klasik sekurang-kurangnya dua kali lebih cekap tenaga.
Jelas kepada semua orang bahawa sistem BMS untuk susunan bateri Li-Ion akan menambah berat kepada penyelesaian ini, iaitu, ia akan mengurangkan tenaga khusus sebanyak kira-kira 20 peratus (perbezaan antara berat bersih bateri dan penyelesaian lengkap dengan mengambil kira sistem BMS, shell modul, pengawal kabinet bateri). Jisim pelompat, suis bateri dan kabinet bateri diandaikan sama bersyarat untuk bateri litium-ion dan susunan bateri bateri asid plumbum.
Sekarang mari cuba bandingkan parameter yang dikira. Dalam kes ini, kami akan menerima kedalaman nyahcas untuk plumbum sebagai 70%, dan untuk Li-Ion sebagai 90%.
Ambil perhatian bahawa tenaga khusus yang rendah untuk bateri pesawat adalah disebabkan oleh fakta bahawa bateri itu sendiri (yang boleh dianggap sebagai modul) disertakan dalam selongsong kalis api logam, mempunyai penyambung dan sistem pemanasan untuk operasi dalam keadaan suhu rendah. Sebagai perbandingan, pengiraan diberikan untuk satu sel dalam bateri TB44, dari mana kita boleh membuat kesimpulan bahawa ciri-ciri adalah serupa dengan sel LFP konvensional. Di samping itu, bateri pesawat direka bentuk untuk arus cas/pelepasan yang tinggi, yang dikaitkan dengan keperluan untuk menyediakan pesawat dengan cepat untuk penerbangan baharu di darat dan arus nyahcas yang besar sekiranya berlaku kecemasan di atas kapal, contohnya, kehilangan kuasa on-board
By the way, ini adalah bagaimana pengeluar sendiri membandingkan pelbagai jenis bateri pesawat
Seperti yang kita lihat dari jadual:
1) Kuasa kabinet bateri dalam kes teknologi LMO adalah lebih tinggi.
2) Bilangan kitaran bateri untuk LFP adalah lebih tinggi.
3) Graviti tentu untuk LFP adalah kurang; oleh itu, dengan kapasiti yang sama, kabinet bateri berdasarkan teknologi besi-lithium fosfat adalah lebih besar.
4) Teknologi LFP kurang terdedah kepada pelarian haba, yang disebabkan oleh struktur kimianya. Akibatnya, ia dianggap agak selamat.
Bagi mereka yang ingin memahami dengan jelas bagaimana bateri litium-ion boleh disambungkan ke dalam tatasusunan bateri untuk berfungsi dengan UPS, saya syorkan anda melihat di sini.Sebagai contoh, rajah ini. Dalam kes ini, berat bersih bateri ialah 340 kg, kapasitinya ialah 100 ampere-jam.
Atau litar untuk LFP 160S2P, di mana jisim bersih bateri ialah 512 kg dan kapasitinya ialah 200 ampere-jam.
KESIMPULAN: Walaupun fakta bahawa bateri dengan kimia besi-lithium fosfat (LiFeO4, LFP) kebanyakannya digunakan dalam kenderaan elektrik, ciri-cirinya mempunyai beberapa kelebihan berbanding formula kimia LMO, ia membenarkan pengecasan pada arus yang lebih tinggi, dan kurang terdedah. kepada risiko pelarian haba. Jenis bateri yang hendak dipilih tetap mengikut budi bicara pembekal penyelesaian bersepadu yang sudah siap, yang menentukannya mengikut beberapa kriteria, dan tidak kurang daripada semuanya ialah kos tatasusunan bateri sebagai sebahagian daripada UPS. Pada masa ini, mana-mana jenis bateri litium-ion masih lebih rendah dari segi kos berbanding penyelesaian klasik, tetapi kuasa spesifik tinggi bateri litium bagi setiap unit jisim dan dimensi yang lebih kecil akan semakin menentukan pilihan ke arah peranti storan tenaga baharu. Dalam sesetengah kes, berat kasar UPS yang lebih rendah menentukan pilihan ke arah teknologi baharu. Proses ini akan berlaku sepenuhnya tanpa disedari, dan kini terhalang oleh kos tinggi dalam segmen harga rendah (penyelesaian isi rumah) dan inersia pemikiran mengenai keselamatan kebakaran litium di kalangan pelanggan yang mencari pilihan UPS terbaik dalam UPS industri segmen dengan kapasiti lebih daripada 100 kVA. Tahap pertengahan segmen kuasa UPS daripada 3 kVA hingga 100 kVA boleh dilaksanakan menggunakan teknologi litium-ion, tetapi disebabkan pengeluaran berskala kecil, ia agak mahal dan lebih rendah daripada model UPS bersiri siap pakai menggunakan bateri VRLA.
Anda boleh mengetahui butiran lanjut dan membincangkan penyelesaian khusus menggunakan bateri litium-ion untuk bilik pelayan atau pusat data anda dengan menghantar permintaan melalui e-mel , atau dengan membuat permintaan di tapak web syarikat .
TEKNOLOGI TERBUKA β penyelesaian komprehensif yang boleh dipercayai daripada pemimpin dunia, disesuaikan secara khusus kepada matlamat dan objektif anda.
Pengarang Kulikov Oleg
Jurutera Reka Bentuk Terkemuka
Jabatan Penyelesaian Integrasi
Syarikat Open Technologies
Sumber: www.habr.com