लिथियम-आयन UPS: कुन प्रकारको ब्याट्रीहरू छनौट गर्ने, LMO वा LFP?

आज, लगभग सबैजनाको खल्तीमा फोन छ (स्मार्टफोन, क्यामेरा फोन, ट्याब्लेट) जसले तपाईंको घरको डेस्कटपलाई राम्रो बनाउन सक्छ, जुन तपाईंले धेरै वर्षदेखि अद्यावधिक गर्नुभएको छैन, कार्यसम्पादनको सन्दर्भमा। तपाइँसँग भएको हरेक ग्याजेटमा लिथियम पोलिमर ब्याट्री हुन्छ। अब प्रश्न यो छ: कुन पाठकले ठ्याक्कै याद गर्नेछ जब "डायलर्स" बाट बहु-कार्यात्मक उपकरणहरूमा अपरिवर्तनीय संक्रमण भयो?

यो गाह्रो छ... तपाईंले आफ्नो स्मरणशक्तिलाई तनाव दिनुपर्छ, तपाईंले आफ्नो पहिलो "स्मार्ट" फोन किनेको वर्ष सम्झनुहोस्। मेरो लागि यो 2008-2010 को आसपास हो। त्यसबेला, नियमित फोनको लागि लिथियम ब्याट्रीको क्षमता लगभग 700 mAh थियो; अहिले फोनको ब्याट्रीको क्षमता 4 हजार mAh पुगेको छ।

6 गुणाले क्षमतामा वृद्धि, यस तथ्यको बावजुद, लगभग बोल्ने, ब्याट्रीको आकार मात्र 2 पटक बढेको छ।

हामी जस्तै पहिले नै हाम्रो लेखमा छलफल, UPS का लागि लिथियम-आयन समाधानहरू द्रुत रूपमा बजार जित्दै छन्, धेरै निर्विवाद फाइदाहरू छन् र प्रयोग गर्न एकदम सुरक्षित (विशेष गरी सर्भर कोठामा)।

साथीहरू, आज हामी आइरन-लिथियम फस्फेट (LFP) र लिथियम-म्यांगनीज (LMO) ब्याट्रीहरूमा आधारित समाधानहरू बुझ्ने र तुलना गर्ने प्रयास गर्नेछौं, तिनीहरूका फाइदाहरू र बेफाइदाहरू अध्ययन गर्नेछौं, र धेरै विशिष्ट संकेतकहरू अनुसार एक अर्कासँग तुलना गर्नेछौं। मलाई तपाईलाई सम्झाउन दिनुहोस् कि दुबै प्रकारका ब्याट्रीहरू लिथियम-आयन, लिथियम-पोलिमर ब्याट्रीहरू हुन्, तर रासायनिक संरचनामा फरक छन्। यदि तपाइँ निरन्तरतामा रुचि राख्नुहुन्छ भने, कृपया, बिरालो अन्तर्गत।

ऊर्जा भण्डारणमा लिथियम प्रविधिहरूका लागि सम्भावनाहरू

2017 मा रूसी संघ मा वर्तमान स्थिति निम्नानुसार थियो।

क्लिक गर्न मिल्ने

स्रोत प्रयोग गर्दै: "रूसी संघमा बिजुली भण्डारण प्रणालीको विकासको लागि अवधारणा," रूसी संघको ऊर्जा मन्त्रालय, अगस्त 21, 2017।

तपाईले देख्न सक्नुहुन्छ, त्यस समयमा लिथियम-आयन टेक्नोलोजी औद्योगिक उत्पादन टेक्नोलोजी (मुख्य रूपमा LFP टेक्नोलोजी) नजिक पुग्ने नेतृत्वमा थियो।

अर्को, संयुक्त राज्यमा प्रचलनहरू हेरौं, वा थप स्पष्ट रूपमा, कागजातको नवीनतम संस्करणलाई विचार गरौं:

सन्दर्भ: ABBM निर्बाध बिजुली आपूर्तिहरूको लागि ऊर्जा एरेहरू हुन्, जुन विद्युत ऊर्जा उद्योगमा निम्नका लागि प्रयोग गरिन्छ:

• सबस्टेसन (PS) मा आफ्नै आवश्यकता (SN) ०.४ kV विद्युत आपूर्तिमा अवरोध आएमा विशेष गरी महत्त्वपूर्ण उपभोक्ताहरूका लागि बिजुलीको आरक्षण।
• वैकल्पिक स्रोतहरूको लागि "बफर" ड्राइभको रूपमा।
• बिजुली उत्पादन र प्रसारण सुविधालाई राहत दिन अधिकतम खपतको समयमा बिजुली अभावको क्षतिपूर्ति।
• दिनको समयमा ऊर्जा को संचय जब यसको लागत कम छ (रातमा)।

क्लिक गर्न मिल्ने

हामीले देख्न सक्छौं, Li-Ion टेक्नोलोजीहरूले 2016 को रूपमा दृढताका साथ अग्रणी स्थिति राखेका थिए र दुबै शक्ति (MW) र ऊर्जा (MWh) मा द्रुत बहु वृद्धि देखाए।

एउटै कागजातमा हामी निम्न पढ्न सक्छौं:

"लिथियम-आयन टेक्नोलोजीहरूले 80 को अन्त्यमा संयुक्त राज्यमा ABBM प्रणालीहरूद्वारा उत्पन्न थपिएको शक्ति र ऊर्जाको 2016% भन्दा बढी प्रतिनिधित्व गर्दछ। लिथियम-आयन ब्याट्रीहरूमा अत्यधिक कुशल चार्ज चक्र हुन्छ र संचित शक्ति छिटो छोड्छ। थप रूपमा, तिनीहरूसँग उच्च ऊर्जा घनत्व (शक्ति घनत्व, लेखकको नोट) र उच्च आउटपुट प्रवाहहरू छन्, जसले पोर्टेबल इलेक्ट्रोनिक्स र विद्युतीय सवारी साधनहरूको लागि ब्याट्रीहरूको रूपमा छनौट गरेको छ।"

UPS को लागि दुई लिथियम-आयन ब्याट्री प्रविधिहरू तुलना गर्ने प्रयास गरौं

हामी LMO र LFP रसायनमा निर्मित प्रिज्म्याटिक सेलहरू तुलना गर्नेछौं। यी दुई प्रविधिहरू (LMO-NMC जस्ता भिन्नताहरूसँग) जुन अहिले विभिन्न विद्युतीय सवारी र विद्युतीय सवारीका लागि मुख्य औद्योगिक डिजाइनहरू हुन्।

इलेक्ट्रिक वाहनहरूमा ब्याट्रीहरूमा लिरिकल डिग्रेसन यहाँ पढ्न सकिन्छतपाईं सोध्नुहुन्छ, विद्युतीय यातायातले यसको साथ के गर्नुपर्दछ? मलाई व्याख्या गरौं: Li-Ion टेक्नोलोजीहरू प्रयोग गरेर इलेक्ट्रिक सवारीहरूको सक्रिय प्रसारले प्रोटोटाइपहरूको चरणलाई लामो समयसम्म पार गरेको छ। र हामीलाई थाहा छ, सबै नवीनतम प्रविधिहरू महँगो, जीवनको नयाँ क्षेत्रहरूबाट हामीलाई आउँछन्। उदाहरण को लागी, धेरै अटोमोटिभ टेक्नोलोजीहरु फॉर्मूला 1 बाट हामीकहाँ आए, धेरै नयाँ प्रविधिहरु हाम्रो जीवन मा अन्तरिक्ष क्षेत्र बाट आए, र यस्तै... त्यसैले, हाम्रो विचार मा, लिथियम आयन टेक्नोलोजीहरु अब औद्योगिक समाधान मा प्रवेश गर्दै छन्।

मुख्य निर्माताहरू, ब्याट्री रसायन विज्ञान र सक्रिय रूपमा विद्युतीय सवारी (हाइब्रिड) उत्पादन गर्ने मोटर वाहन कम्पनीहरू बीचको तुलना तालिका हेरौं।

हामी UPS मा प्रयोगको लागि फारम कारक फिट हुने विशेष प्रिज्म्याटिक सेलहरू चयन गर्नेछौं। तपाईले देख्न सक्नुहुन्छ, लिथियम टाइटनेट (LTO-NMC) विशिष्ट भण्डारण ऊर्जाको सन्दर्भमा बाहिरी व्यक्ति हो। औद्योगिक समाधान, विशेष गरी UPS ब्याट्रीहरूमा प्रयोगको लागि उपयुक्त प्रिज्म्याटिक सेलका तीन निर्माताहरू बाँकी छन्।

म कागजातबाट उद्धृत गर्नेछु र अनुवाद गर्नेछु "लाइफ साइकल एसेसमेन्ट अफ लङ्ग लाइफ लिथियम इलेक्ट्रोड फर इलेक्ट्रिक वाहन ब्याट्री - सेल फर LEAF, Tesla र VOLVO बस" , टेस्ला र भोल्भो बस" मिति डिसेम्बर 11, 2017 Mats Zackrisson बाट। यसले मुख्यतया सवारी साधनको ब्याट्रीमा हुने रासायनिक प्रक्रिया, कम्पन र मौसम सञ्चालन अवस्थाको प्रभाव र वातावरणमा हुने हानिको जाँच गर्छ। यद्यपि, तुलनाको सन्दर्भमा एउटा रोचक वाक्यांश छ। दुई लिथियम-आयन ब्याट्री प्रविधिहरू।

मेरो नि: शुल्क अनुवादमा यो यस्तो देखिन्छ:

NMC टेक्नोलोजीले मेटल एनोड ब्याट्री सेलको साथ LFP प्रविधिको तुलनामा प्रति वाहन किलोमिटर कम वातावरणीय प्रभाव देखाउँछ, तर त्रुटिहरू कम गर्न वा हटाउन गाह्रो छ। मुख्य विचार यो हो: NMC को उच्च ऊर्जा घनत्व कम वजन र यसरी कम ऊर्जा खपत मा परिणाम।

1) प्रिज्म्याटिक सेल LMO प्रविधि, निर्माता CPEC, संयुक्त राज्य अमेरिका, लागत $400।

LMO सेल को उपस्थिति

2) प्रिज्म्याटिक सेल LFP प्रविधि, निर्माता एए पोर्टेबल पावर कर्पोरेशन, लागत $160।

LFP सेलको उपस्थिति

3) तुलनाको लागि, LFP टेक्नोलोजीमा निर्मित विमान ब्याकअप ब्याट्री र सनसनीपूर्ण घोटालामा भाग लिने एउटै ब्याट्री थपौं। 2013 मा बोइङ आगो, निर्माता ट्रु ब्लू पावर।

TB44 ब्याट्री को उपस्थिति

4) वस्तुनिष्ठताको लागि, मानक UPS ब्याट्री थपौं लीड-एसिड /पोर्टलेक/PXL12090, 12V।
एक क्लासिक UPS ब्याट्री को उपस्थिति

स्रोत डाटालाई तालिकामा राखौं।

क्लिक गर्न मिल्ने

हामी देख्न सक्छौं, वास्तवमा, LMO कोशिकाहरूमा सबैभन्दा उच्च ऊर्जा दक्षता छ;

यो सबैलाई स्पष्ट छ कि Li-Ion ब्याट्री एरेको लागि BMS प्रणालीले यस समाधानमा वजन थप्नेछ, अर्थात्, यसले विशिष्ट ऊर्जालाई लगभग 20 प्रतिशतले घटाउनेछ (ब्याट्रीहरूको शुद्ध वजन र पूर्ण समाधान बीचको भिन्नता। BMS प्रणाली, मोड्युल खोल, ब्याट्री क्याबिनेट नियन्त्रक) लाई ध्यानमा राख्दै। जम्परहरू, ब्याट्री स्विच र ब्याट्री क्याबिनेटको द्रव्यमान लिथियम-आयन ब्याट्रीहरू र लीड-एसिड ब्याट्रीहरूको ब्याट्री एरेको लागि सशर्त रूपमा बराबर मानिन्छ।

अब गणना गरिएको प्यारामिटरहरू तुलना गर्न प्रयास गरौं। यस अवस्थामा, हामी लीडको लागि डिस्चार्ज गहिराई 70% को रूपमा स्वीकार गर्नेछौं, र Li-Ion को लागि 90%।

क्लिक गर्न मिल्ने

ध्यान दिनुहोस् कि विमानको ब्याट्रीको लागि कम विशिष्ट उर्जा यस तथ्यको कारण हो कि ब्याट्री आफैं (जसलाई मोड्युलको रूपमा मान्न सकिन्छ) धातुको फायरप्रूफ आवरणमा बन्द गरिएको छ, यसमा जडानकर्ताहरू र कम तापक्रम अवस्थाहरूमा सञ्चालनको लागि तताउने प्रणाली छ। तुलनाको लागि, TB44 ब्याट्रीमा एउटा सेलको लागि गणना दिइएको छ, जसबाट हामी निष्कर्षमा पुग्न सक्छौं कि विशेषताहरू परम्परागत LFP सेल जस्तै छन्। थप रूपमा, विमानको ब्याट्री उच्च चार्ज/डिस्चार्ज करन्टहरूको लागि डिजाइन गरिएको छ, जुन जमिनमा नयाँ उडानको लागि द्रुत रूपमा विमान तयार गर्ने आवश्यकतासँग सम्बन्धित छ र बोर्डमा आपतकालीन स्थितिमा ठूलो डिस्चार्ज वर्तमान, उदाहरणका लागि, अन-बोर्ड पावरको हानि
वैसे, यो कसरी निर्माता आफैले विभिन्न प्रकारका विमान ब्याट्रीहरू तुलना गर्छ

जसरी हामी टेबलबाट देख्छौं:

1) LMO प्रविधिको मामलामा ब्याट्री क्याबिनेटको शक्ति उच्च छ।
2) LFP को लागि ब्याट्री चक्र को संख्या अधिक छ।
3) LFP को लागि विशिष्ट गुरुत्व कम छ, उही क्षमता संग, ब्याट्री क्याबिनेट फलाम-लिथियम फास्फेट प्रविधि मा आधारित छ।
4) LFP टेक्नोलोजी थर्मल रनवे को लागी कम प्रवण छ, जुन यसको रासायनिक संरचना को कारण हो। फलस्वरूप, यो अपेक्षाकृत सुरक्षित मानिन्छ।

UPS सँग काम गर्नको लागि कसरी लिथियम-आयन ब्याट्रीहरूलाई ब्याट्री एरेमा जोड्न सकिन्छ भनेर स्पष्ट रूपमा बुझ्न चाहनेहरूका लागि, म यहाँ हेर्न सिफारिस गर्छु।उदाहरणका लागि, यो रेखाचित्र। यस अवस्थामा, ब्याट्रीहरूको शुद्ध वजन 340 किलोग्राम हुनेछ, क्षमता 100 एम्पियर-घण्टा हुनेछ।

क्लिक गर्न मिल्ने

वा LFP 160S2P को लागि सर्किट, जहाँ ब्याट्रीहरूको नेट मास 512 किलोग्राम हुनेछ र क्षमता 200 एम्पियर-घण्टा हुनेछ।

क्लिक गर्न मिल्ने

निष्कर्ष: आइरन-लिथियम फस्फेट (LiFeO4, LFP) को रसायन विज्ञान भएका ब्याट्रीहरू विद्युतीय सवारीसाधनहरूमा प्रयोग गरिन्छ भन्ने तथ्यको बावजुद, तिनीहरूका विशेषताहरूमा LMO रासायनिक सूत्रमा धेरै फाइदाहरू छन्, तिनीहरूले उच्च प्रवाहको साथ चार्ज गर्न अनुमति दिन्छ, र कम संवेदनशील हुन्छन्। थर्मल भाग्ने जोखिममा। कुन प्रकारका ब्याट्रीहरू छनौट गर्ने यो तयार-निर्मित एकीकृत समाधानको आपूर्तिकर्ताको विवेकमा रहन्छ, जसले यसलाई धेरै मापदण्डहरू अनुसार निर्धारण गर्दछ, र सबै भन्दा कम यूपीएसको भागको रूपमा ब्याट्री एरेको लागत हो। हाल, कुनै पनि प्रकारको लिथियम-आयन ब्याट्रीहरू अझै पनि शास्त्रीय समाधानहरूको लागतमा कम छन्, तर लिथियम ब्याट्रीहरूको प्रति एकाइ द्रव्यमान र साना आयामहरूको उच्च विशिष्ट शक्तिले नयाँ ऊर्जा भण्डारण उपकरणहरू तर्फको छनोट बढ्दो रूपमा निर्धारण गर्नेछ। केहि अवस्थामा, UPS को कम सकल वजनले नयाँ टेक्नोलोजीहरूको लागि छनौट निर्धारण गर्दछ। यो प्रक्रिया पूर्णतया ध्यान नदिइनेछ, र हाल कम मूल्य खण्ड (घरेलु समाधान) मा उच्च लागत र औद्योगिक UPS मा उत्तम UPS विकल्पहरू खोजिरहेका ग्राहकहरू बीच लिथियमको आगो सुरक्षाको बारेमा सोच्ने जडताले बाधित भएको छ। 100 kVA भन्दा बढी क्षमता भएको खण्ड। 3 kVA देखि 100 kVA सम्मको UPS पावरको मध्य-खण्ड स्तर लिथियम-आयन टेक्नोलोजीहरू प्रयोग गरेर कार्यान्वयन गर्न सकिन्छ, तर सानो स्तरको उत्पादनको कारण, यो VRLA ब्याट्रीहरू प्रयोग गरेर तयार सिरियल UPS मोडेलहरू भन्दा धेरै महँगो र कम छ।

तपाईले थप विवरणहरू पत्ता लगाउन सक्नुहुन्छ र इमेल मार्फत अनुरोध पठाएर तपाईको सर्भर कोठा वा डेटा केन्द्रको लागि लिथियम-आयन ब्याट्रीहरू प्रयोग गरेर विशेष समाधानको बारेमा छलफल गर्न सक्नुहुन्छ। जानकारी@ot.ru, वा कम्पनीको वेबसाइटमा अनुरोध गरेर www.ot.ru.

टेक्नोलोजीहरू खोल्नुहोस् - विश्व नेताहरूबाट भरपर्दो व्यापक समाधानहरू, विशेष रूपमा तपाईंको लक्ष्य र उद्देश्यहरूमा अनुकूलित।

लेखक: कुलिकोभ ओलेग
अग्रणी डिजाइन ईन्जिनियर
एकीकरण समाधान विभाग
टेक्नोलोजी कम्पनी खोल्नुहोस्

स्रोत: www.habr.com