การส่งเสริมความรู้ระดับมืออาชีพในอุตสาหกรรมแบตเตอรี่ลิเธียม

แบตเตอรี่ลิเธียม-ไอออนเป็นระบบแบตเตอรี่สำรองแบบชาร์จได้ประเภทหนึ่งซึ่งใช้ลิเธียมอัลลอยด์โลหะออกไซด์เป็นวัสดุอิเล็กโทรดบวก กราไฟต์เป็นวัสดุอิเล็กโทรดเชิงลบ และใช้สารละลายอิเล็กโทรไลต์ที่ไม่ใช่-น้ำ หลักการทำงานหลักอยู่บนพื้นฐานของการอินเทอร์คาเลชันแบบพลิกกลับได้และดีอินเทอร์คาเลชันของลิเธียมไอออนระหว่างอิเล็กโทรดบวกและลบระหว่างประจุและคายประจุ แทนที่จะอาศัยปฏิกิริยารีดอกซ์ของลิเธียมโลหะ ซึ่งทำให้แบตเตอรี่ลิเธียม-มีข้อได้เปรียบเหนือกว่าแบตเตอรี่โลหะลิเธียมแบบดั้งเดิมในแง่ของความปลอดภัย อายุการใช้งานของวงจร และความหนาแน่นของพลังงาน จากมุมมองของรูปแบบผลิตภัณฑ์ เซลล์แบตเตอรี่ลิเธียม-ไอออนเป็นหน่วยพื้นฐานที่ประกอบเป็นชุดแบตเตอรี่ประเภทต่างๆ เมื่อเซลล์หลายเซลล์ถูกรวมเข้าด้วยกันและบรรจุแบบอนุกรมและขนาน จะเกิดชุดแบตเตอรี่ลิเธียมหรือชุดแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน-

 

สำหรับสถานการณ์การใช้งานเทอร์มินัล ผลิตภัณฑ์พิเศษที่พัฒนาขึ้นสำหรับแผงเซลล์แสงอาทิตย์และการจัดเก็บพลังงาน ได้แก่ แบตเตอรี่ลิเธียม-ไอออนสำหรับผลิตภัณฑ์พลังงานแสงอาทิตย์ ชุดแบตเตอรี่ลิเธียมระบบจัดเก็บพลังงานแสงอาทิตย์ และแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนสำหรับระบบพลังงานแสงอาทิตย์ นอกจากนี้ แบตเตอรี่ Lithium SuperPack ยังเป็นตัวแทนของผลิตภัณฑ์แบตเตอรี่พิเศษประเภทหนึ่งที่มีบรรจุภัณฑ์ที่มีความน่าเชื่อถือสูง-และสามารถปรับอุณหภูมิได้กว้าง- ในขณะที่ชุดแบตเตอรี่แพ็คจะให้โซลูชันส่วนประกอบแบบโมดูลสำหรับผู้ประกอบระบบ จากมุมมองของการจำแนกทางวิศวกรรม แบตเตอรี่ลิเธียมสามารถแบ่งออกเป็นสามประเภท: ทรงกระบอก สี่เหลี่ยม และบรรจุภัณฑ์อ่อนตามรูปแบบบรรจุภัณฑ์ แต่ละแบบฟอร์มมีการเน้นไปที่ประสิทธิภาพการจัดกลุ่ม ความสามารถในการกระจายความร้อน และความแข็งแรงทางกล และเหมาะสำหรับสถานการณ์การใช้งานที่แตกต่างกัน

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

แบตเตอรี่ลิเธียมมักจะมีรูปทรงสองแบบ: ทรงกระบอกและสี่เหลี่ยม โดยมีกลุ่มอิเล็กโทรดพันเป็นเกลียวหรือซ้อนกันอยู่ข้างใน อิเล็กโทรดบวกประกอบด้วยลิเธียมโคบอลต์ออกไซด์, ลิเธียมแมงกาเนต, ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตหรือวัสดุไตรภาคที่เคลือบบนอลูมิเนียมฟอยล์ และอลูมิเนียมฟอยล์ทำหน้าที่เป็นตัวสะสมกระแสบวก อิเล็กโทรดลบประกอบด้วยกราไฟท์เทียมหรือกราไฟท์ธรรมชาติที่เคลือบบนฟอยล์ทองแดง และฟอยล์ทองแดงทำหน้าที่เป็นตัวสะสมกระแสลบ ชั้นของฟิล์มโพลีเอทิลีนหรือฟิล์มพรุนขนาดเล็กโพลีโพรพีลีนที่บางมากและซึมผ่านได้สูงนั้นถูกใช้เป็นวัสดุแยกระหว่างอิเล็กโทรดขั้วบวกและขั้วลบ ด้านในของแบตเตอรี่เต็มไปด้วยสารละลายอิเล็กโทรไลต์อินทรีย์ นอกจากนี้ ยังมีการติดตั้งวาล์วนิรภัยและองค์ประกอบ PTC (ใช้ในทรงกระบอกบางประเภท) ที่ด้านบนของแกนแบตเตอรี่เพื่อป้องกันแบตเตอรี่จากความเสียหายในเวลาที่แบตเตอรี่อยู่ในสถานะผิดปกติหรือเอาต์พุตลัดวงจร- แรงดันไฟฟ้าที่กำหนดของแบตเตอรี่ลิเธียม-หนึ่งก้อนคือ 3.7V (ระบบลิเธียมเหล็กฟอสเฟตคือ 3.2V) เนื่องจากความจุที่จำกัดของแบตเตอรี่เพียงก้อนเดียว ในการใช้งานจริง เซลล์หลายเซลล์จึงมักเชื่อมต่อแบบอนุกรมเพื่อเพิ่มแรงดันไฟฟ้า และขนานกันเพื่อเพิ่มความจุเพื่อตอบสนองแพลตฟอร์มแรงดันไฟฟ้าและความต้องการความจุพลังงานของอุปกรณ์ต่างๆ

 

จากมุมมองของกระบวนการผลิต การผลิตผลิตภัณฑ์จัดเก็บพลังงานเฉพาะทาง เช่น แบตเตอรี่สำหรับระบบจัดเก็บพลังงานลิเธียม- ต้องใช้กระบวนการหลายสิบขั้นตอน เช่น การเคลือบชิ้นเสา การรีด การตัด การม้วน/การเคลือบ การฉีดของเหลว การก่อตัว และการแยกปริมาตร กระบวนการผลิตชิ้นขั้วมีข้อกำหนดที่สูงมากสำหรับความสม่ำเสมอของความหนาของชั้นเคลือบ (ความคลาดเคลื่อนที่ควบคุมได้ภายใน ±1.5 ไมโครเมตร) การวางแนวชิ้นขั้ว (ส่วนเบี่ยงเบนไม่เกิน 0.5 มม.) และการควบคุมเสี้ยน (ความสูงของเสี้ยนไม่เกิน 15 ไมโครเมตร) การเชื่อมด้วยเลเซอร์ใช้ในการปิดผนึกเปลือกและฝาครอบ การเจาะทะลุของการเชื่อมจะต้องได้รับการควบคุมอย่างแม่นยำภายในช่วง 0.3-0.8 มม. และจะต้องไม่มีรูพรุนหรือข้อบกพร่องที่กระเด็น กระบวนการก่อตัวเป็นกระบวนการเคมีไฟฟ้าขั้นตอนแรกในการกระตุ้นแบตเตอรี่ และจำเป็นต้องดำเนินการในสภาพแวดล้อมที่มีการควบคุมอุณหภูมิอย่างเข้มงวด กระแสไฟชาร์จครั้งแรกมักจะตั้งไว้ที่ 0.05C ถึง 0.1C เพื่อส่งเสริมการก่อตัวของฟิล์มเชื่อมต่ออิเล็กโทรไลต์แข็งที่มีความเสถียร

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนระบบบ้านพลังงานแสงอาทิตย์ได้รับการออกแบบมาเป็นพิเศษสำหรับระบบจัดเก็บพลังงานไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ในครัวเรือน ข้อกำหนดหลักประกอบด้วยช่วงอุณหภูมิการทำงานที่กว้าง (-20 องศาถึง 60 องศา ) อายุการใช้งานของวงจรไม่ต่ำกว่า 6,000 ครั้ง และระดับการป้องกัน IP65 หรือสูงกว่า เพื่อปรับให้เข้ากับสภาพแวดล้อมการติดตั้งภายนอกอาคาร แบตเตอรี่ลิเธียมโซลาร์มีการใช้กันอย่างแพร่หลายใน-โรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์นอกกริด อุปกรณ์จ่ายไฟสำรองสำหรับสถานีฐานการสื่อสาร และระบบไมโครกริดในพื้นที่ห่างไกล โดยทั่วไปข้อกำหนดด้านกำลังการผลิตจะอยู่ระหว่าง 2.5kWh ถึง 20kWh และสามารถขยายแบบคู่ขนานได้อย่างยืดหยุ่นตามความต้องการในการโหลด ในด้านโรงไฟฟ้ากักเก็บพลังงานขนาดใหญ่ ชุดแบตเตอรี่ลิเธียมระบบจัดเก็บพลังงานแสงอาทิตย์ถูกนำไปใช้ในรูปแบบตู้คอนเทนเนอร์หรือตู้ ความจุของระบบเดียวสามารถเข้าถึงระดับ MWh โดยมีส่วนร่วมในความถี่ของโครงข่ายไฟฟ้าและการควบคุมจุดสูงสุด และการบูรณาการและการบริโภคโครงข่ายพลังงานหมุนเวียน

 

แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนสำหรับระบบพลังงานแสงอาทิตย์เน้นความเข้ากันได้ในการสื่อสารกับอินเวอร์เตอร์ไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ ตัวแปลงกักเก็บพลังงาน และระบบการจัดการพลังงาน และโดยปกติจะรองรับโปรโตคอลหลายตัว เช่น CAN บัส, RS485 และ Modbus แบตเตอรี่ลิเธียม SuperPack เหมาะสำหรับสภาพการทำงานที่สมบุกสมบัน เช่น สถานีฐานที่ไม่ต้องดูแล อุปกรณ์การวิจัยทางวิทยาศาสตร์ขั้วโลก และยานพาหนะพิเศษ เนื่องมาจากประสิทธิภาพการปล่อยประจุที่อุณหภูมิต่ำ-เป็นเลิศ (มากกว่า 70% ของความจุที่กำหนดสามารถคายประจุได้ในสภาพแวดล้อม -30 องศา) และโครงสร้างปิดผนึกที่เชื่อถือได้สูง ชุดชุดแบตเตอรี่ช่วยให้ผู้ประกอบระบบมีโมดูลแบตเตอรี่ที่ได้มาตรฐาน แผงรอง BMS ชิ้นส่วนโครงสร้าง และส่วนประกอบชุดสายไฟ ซึ่งช่วยลดความซับซ้อนและวงจรของการพัฒนาแบบรวมได้อย่างมาก

 

ในด้านแบตเตอรี่ให้พลังงาน แบตเตอรี่ลิเธียม-ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในรถยนต์นั่งไฟฟ้า รถโดยสารไฟฟ้า ยานพาหนะลอจิสติกส์ และยานพาหนะวิศวกรรมพิเศษ สาขาการจัดเก็บพลังงานครอบคลุมสามกลุ่มตลาดหลัก ได้แก่ โรงไฟฟ้าขนาดใหญ่ การจัดเก็บพลังงานทางอุตสาหกรรมและเชิงพาณิชย์ และการจัดเก็บพลังงานในครัวเรือน สาขาเครื่องใช้ไฟฟ้า ได้แก่ สมาร์ทโฟน แล็ปท็อป อุปกรณ์สวมใส่ และโดรน เนื่องจากเป็นผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายสำหรับ-ประเภทการใช้งานที่กล่าวมาข้างต้น การออกแบบชุดแบตเตอรี่ลิเธียม-ไอออนจำเป็นต้องพิจารณาตัวบ่งชี้หลาย-มิติอย่างครอบคลุม เช่น ความหนาแน่นของพลังงาน ความหนาแน่นของพลังงาน การจัดการความร้อน การป้องกันทางกล และความปลอดภัยทางไฟฟ้า เป็นผลิตภัณฑ์ที่มีการบูรณาการอย่างมากในด้านเคมีไฟฟ้า วิศวกรรมเครื่องกล และเทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์กำลัง

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

เมื่อเปรียบเทียบกับแบตเตอรี่ตะกั่วกรด-และแบตเตอรี่นิกเกิล-เมทัลไฮไดรด์แบบดั้งเดิม แบตเตอรี่ลิเธียม-ไอออนแสดงข้อได้เปรียบที่สำคัญในด้านประสิทธิภาพที่หลากหลาย ในแง่ของความหนาแน่นของพลังงาน แบตเตอรี่ลิเธียม-ไอออนสามารถเข้าถึง 460-600Wh/kg ซึ่งประมาณ 6-7 เท่าของแบตเตอรี่ตะกั่ว-กรด ซึ่งหมายความว่าสามารถเก็บพลังงานไฟฟ้าได้มากขึ้นภายใต้น้ำหนักที่เท่ากัน ในแง่ของอายุการใช้งาน แบตเตอรี่ที่ใช้แคโทดลิเธียมเหล็กฟอสเฟตสามารถบรรลุมากกว่า 6,000 รอบภายใต้การชาร์จและการคายประจุ 1C และสภาวะความลึกในการคายประจุ 100% และอายุการใช้งานของแบตเตอรี่นั้นสามารถยาวนานกว่า 6 ปี ในแง่ของแรงดันไฟฟ้า แรงดันไฟฟ้าในการทำงานของเซลล์เดียวคือ 3.7V หรือ 3.2V ซึ่งโดยประมาณเท่ากับแรงดันไฟฟ้าอนุกรมของแบตเตอรี่นิกเกิล-เมทัลไฮไดรด์หรือนิกเกิล-สามก้อน ทำให้ง่ายต่อการสร้างชุดแบตเตอรี่ที่มีแรงดันไฟฟ้าสูงกว่า ในแง่ของความทนทานต่อพลังงานสูง แบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตกำลังสามารถรองรับอัตราการคายประจุทันทีที่ 15-30C เพื่อตอบสนองความต้องการเร่งความเร็วและการปีนเขาของยานพาหนะ อัตราการคายประจุเองต่ำมาก และโดยปกติสามารถควบคุมได้ต่ำกว่า 1% ต่อเดือน ซึ่งน้อยกว่า 1/20 ของแบตเตอรี่นิกเกิลเมทัลไฮไดรด์ ในแง่ของน้ำหนัก น้ำหนักในปริมาตรเท่ากันคือเพียง 1/6 ถึง 1/5 ของผลิตภัณฑ์กรดตะกั่ว ในแง่ของการปรับตัวที่อุณหภูมิสูงและต่ำ สามารถใช้ในสภาพแวดล้อมตั้งแต่ -20 องศาถึง 60 องศา และสามารถเข้าถึง -45 องศาหลังจากการประมวลผลแบบพิเศษ

 

ในแง่ของการปกป้องสิ่งแวดล้อมสีเขียว ไม่มีโลหะหนักที่เป็นพิษและเป็นอันตราย เช่น ตะกั่ว ปรอท และแคดเมียม และโดยทั่วไปจะไม่มีการใช้ทรัพยากรน้ำในระหว่างกระบวนการผลิต อย่างไรก็ตาม แบตเตอรี่ลิเธียม-ก็มีข้อจำกัดทางวิศวกรรมหลายประการเช่นกัน ประการแรก แบตเตอรี่ลิเธียม-ไอออนทั้งหมดต้องมีวงจรป้องกันเพื่อป้องกันการประจุไฟเกิน การคายประจุเกิน- และกระแสไฟเกิน- ซึ่งจะเพิ่มความซับซ้อนและต้นทุนของระบบ ประการที่สอง แบตเตอรี่ระบบลิเธียมโคบอลต์ออกไซด์ไม่สามารถคายประจุที่กระแสไฟสูงได้และมีความปลอดภัยต่ำ ประการที่สาม สภาวะการผลิตมีความต้องการอย่างมาก - กระบวนการหลัก เช่น การเคลือบอิเล็กโทรด การพันขดลวด และการฉีดของเหลว จำเป็นต้องดำเนินการในห้องอบแห้งที่มีจุดน้ำค้างต่ำกว่า -40 องศา ส่งผลให้มีการลงทุนอุปกรณ์และต้นทุนการดำเนินงานสูง ประการที่สี่ มีข้อจำกัดเกี่ยวกับเงื่อนไขการใช้งาน การใช้อุณหภูมิสูงหรือต่ำเกินไปจะเร่งการเสื่อมสภาพและอาจก่อให้เกิดความเสี่ยงด้านความปลอดภัยด้วย

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

หากคุณต้องการปรับแต่งความน่าเชื่อถือสูง-แบตเตอรี่แฟลช แบตเตอรี่ลิเธียมและสนับสนุนโซลูชันระบบสำหรับโครงการพลังงานใหม่ของคุณ ทีมวิศวกรของเราสามารถให้ข้อกำหนดทางเทคนิคโดยละเอียดและการสนับสนุนการใช้งาน เพื่อช่วยคุณสร้างสถาปัตยกรรมการจัดเก็บพลังงานที่แข่งขันได้มากที่สุด