Analiza zalet i wad powszechnie stosowanych akumulatorów w systemach magazynowania energii
Mar 18, 2023| 1. Baterie litowo-jonowe
Baterie litowe „są rodzajem baterii wykonanych z litu metalicznego lub stopów litu jako materiałów na elektrody ujemne i wykorzystujących niewodne roztwory elektrolitów. Ze względu na wysoce reaktywne właściwości chemiczne litu metalicznego przetwarzanie, przechowywanie i stosowanie litu metalicznego ma duże znaczenie dla środowiska Wymagania Wraz z rozwojem nauki i technologii baterie litowe stały się głównym nurtem.
Jego główne zalety to: długa żywotność, wysoka gęstość magazynowania energii, niewielka waga i duża zdolność adaptacji;
Wady to słabe bezpieczeństwo, wybuchowość, wysokie koszty i ograniczone warunki użytkowania.
2. Trójskładnikowa bateria litowa
Trójskładnikowe polimerowe baterie litowe odnoszą się do baterii litowych, które wykorzystują tlenek niklowo-kobaltowo-manganowy (Li (NiCoMn) O2 jako materiał elektrody dodatniej. Trójskładnikowy kompozytowy materiał elektrody dodatniej jest wykonany z soli niklu, soli kobaltu i soli manganu jako surowców, a proporcja niklowo-kobaltowo-manganowego wewnątrz może być dostosowana do rzeczywistych potrzeb Baterie z trójskładnikowymi materiałami jako elektrodą dodatnią mają większe bezpieczeństwo w porównaniu z bateriami litowo-kobaltowo-tlenkowymi, ale napięcie jest zbyt niskie, gdy są używane w telefonach komórkowych (napięcie odcięcia telefonów komórkowych wynosi na ogół około 3,0V), pojawi się oczywiste poczucie niewystarczającej pojemności.
Jego główne zalety to wysoka gęstość energii i mała objętość przy tej samej pojemności.
Wadami są: słaba stabilność termiczna, łatwe występowanie otwartego ognia na skutek zwarć wewnętrznych, szybki spadek pojemności i krótki okres użytkowania.
3. Akumulator kwasowo-ołowiowy
Jest to rodzaj baterii z elektrodami wykonanymi głównie z ołowiu i jego tlenków, a elektrolitem jest roztwór kwasu siarkowego. W stanie rozładowania akumulatorów kwasowo-ołowiowych głównym składnikiem elektrody dodatniej jest dwutlenek ołowiu, a głównym składnikiem elektrody ujemnej jest ołów; W stanie naładowania głównym składnikiem elektrod dodatnich i ujemnych jest siarczan ołowiu.
Jego główne zalety to: bezpieczne uszczelnienie, system odpowietrzania, prosta konserwacja, długa żywotność, stabilna jakość i wysoka niezawodność;
Wadą jest to, że ołów jest wysoce zanieczyszczający i ma niską gęstość energii (tj. zbyt masywny).
4. Fosforan litowo-żelazowy
Akumulator litowo-żelazowo-fosforanowy odnosi się do akumulatora litowo-jonowego, który wykorzystuje fosforan litowo-żelazowy jako materiał katodowy. Materiały elektrod dodatnich akumulatorów litowo-jonowych obejmują głównie tlenek litowo-kobaltowy, tlenek litowo-manganowy, tlenek litowo-niklowy, materiały trójskładnikowe, fosforan litowo-żelazowy itp. Tlenek kobaltu litu jest obecnie materiałem katodowym stosowanym w zdecydowanej większości akumulatorów litowo-jonowych .
Jego główne zalety to: doskonała wydajność ładowania i rozładowania, brak efektu pamięci, długa żywotność, odporność na wysoką temperaturę, dobre bezpieczeństwo i ochrona środowiska;
Wadami są: mała gęstość energii, większa objętość przy tej samej pojemności, nieco obniżona wydajność w niskich temperaturach oraz wyższe koszty produkcji.
W obecnej branży bezpieczeństwa, biorąc pod uwagę czynniki bezpieczeństwa i stabilność pojemności, głównym wyborem jest bateria litowo-żelazowo-fosforanowa.
5. Akumulator sodowo-siarkowy
Akumulator sodowo-siarkowy to akumulator wtórny, który wykorzystuje metaliczny sód jako elektrodę ujemną, siarkę jako elektrodę dodatnią i rurki ceramiczne jako separator elektrolitu. W określonej temperaturze roboczej jony sodu ulegają odwracalnej reakcji między membraną elektrolitu a siarką, tworząc uwalnianie i magazynowanie energii.
Jego główne zalety to: energia właściwa do 760 Wh/kg, brak samorozładowania, sprawność rozładowania wynosi prawie 100 procent, a żywotność może osiągnąć 10 ~ 15 lat;
Wadą jest to, że siarka i sód topią się w wysokiej temperaturze 350 ºC.
6. Akumulator płynny
Akumulator do magazynowania energii w płynie jest rodzajem urządzenia nadającego się do stacjonarnego magazynowania energii na dużą skalę (magazynowanie energii). W porównaniu z obecnie powszechnie stosowanymi akumulatorami kwasowo-ołowiowymi, akumulatorami niklowo-kadmowymi i innymi akumulatorami wtórnymi ma zalety mocy i pojemności magazynowania energii, które można niezależnie zaprojektować (nośnik magazynowania energii jest przechowywany poza akumulatorem), wysoka wydajność, długi żywotność, głębokie rozładowanie i przyjazność dla środowiska. Jest to jedna z preferowanych technologii magazynowania energii na dużą skalę.
Jego główne zalety to elastyczny układ, długi cykl życia, szybki czas reakcji i brak szkodliwych emisji;
Wadą jest to, że gęstość energii jest bardzo zróżnicowana.
7. Bateria litowo-manganowa
Bateria litowo-manganowa odnosi się do baterii z elektrodą dodatnią wykonaną z tlenku litowo-manganowego. Akumulatory litowo-manganowe mają napięcie nominalne 2,5-4,2 V i są szeroko stosowane ze względu na niski koszt i dobre bezpieczeństwo.
Jego główne zalety to wysoka gęstość energii, niski koszt, wysokie bezpieczeństwo i stabilna wydajność w niskich temperaturach.
Wadą jest słaba wydajność w wysokich temperaturach i stosunkowo krótka żywotność.
8. Bateria litowo-kobaltowo-tlenkowa
Baterie litowo-tlenkowo-kobaltowe mają stabilną strukturę, wysoki współczynnik pojemności i wyjątkową wszechstronność, ale ich bezpieczeństwo jest niskie, a ich koszt bardzo wysoki. Stosowane są głównie w małych i średnich ogniwach baterii i są szeroko stosowane w małych urządzeniach elektronicznych, takich jak laptopy, telefony komórkowe, MP3/4 itp., o nominalnym napięciu 3,7 V.
Jego główne zalety to wysoka gęstość zagęszczenia, dobra stabilność, stabilna struktura i dobra konsystencja produktu.
Wady to słabe bezpieczeństwo, bardzo wysoki koszt, średni cykl życia i słaba stabilność materiału.
9. Bateria niklowa
Akumulator niklowo-wodorowy to rodzaj akumulatora o dobrej wydajności. Dodatnim materiałem aktywnym akumulatora Ni MH jest Ni (OH) 2 (zwany elektrodą NiO), ujemnym materiałem aktywnym jest wodorek metalu, zwany także stopem magazynującym wodór (zwany elektrodą magazynującą wodór), a elektrolitem jest roztwór wodorotlenku potasu o stężeniu 6 mol/L .
Jego główne zalety to wysoka gęstość energii, szybkie ładowanie i rozładowywanie, niewielka waga, długa żywotność i brak zanieczyszczenia środowiska;
Wady to niewielki efekt pamięci, więcej problemów z zarządzaniem i łatwe do utworzenia pojedyncze topienie separatora baterii.