Jaké jsou výhody baterií pro ukládání energie?

Technická cesta čínského průmyslu skladování energie – elektrochemické skladování energie: V současné době zahrnují běžné katodové materiály lithiových baterií především oxid lithium-kobalt (LCO), oxid lithium-mangan (LMO), fosforečnan lithium-železitý (LFP) a ternární materiály. Kobaltan lithný je prvním komerčně dostupným katodovým materiálem s vysokým napětím, vysokou hustotou odboček, stabilní strukturou a dobrou bezpečností, ale s vysokými náklady a nízkou kapacitou. Manganan lithný má nízké náklady a vysoké napětí, ale jeho cyklický výkon je nízký a jeho kapacita je také nízká. Kapacita a náklady ternárních materiálů se liší v závislosti na obsahu niklu, kobaltu a manganu (kromě NCA). Celková hustota energie je vyšší než u fosforečnanu lithium-železitý a kobaltanu lithného. Fosforečnan lithium-železitý má nízké náklady, dobrý cyklický výkon a dobrou bezpečnost, ale jeho napěťová platforma je nízká a jeho hustota zhutnění je nízká, což má za následek nízkou celkovou hustotu energie. V současné době v energetickém sektoru dominují ternární materiály lithium-železité a lithium-kobaltové. Materiály záporných elektrod lze rozdělit na uhlíkové materiály a neuhlíkové materiály: mezi uhlíkové materiály patří umělý grafit, přírodní grafit, mezofázové uhlíkové mikrokuličky, měkký uhlík, tvrdý uhlík atd. Mezi neuhlíkové materiály patří titaničitaničitan lithný, materiály na bázi křemíku, materiály na bázi cínu atd. Přírodní grafit a umělý grafit jsou v současnosti nejrozšířenější. Přestože má přírodní grafit výhody v ceně a specifické kapacitě, jeho životnost je nízká a konzistence špatná. Vlastnosti umělého grafitu jsou však relativně vyvážené, s vynikajícím cirkulačním výkonem a dobrou kompatibilitou s elektrolytem. Umělý grafit se používá hlavně pro velkokapacitní automobilové baterie a špičkové lithiové baterie pro spotřebitele, zatímco přírodní grafit se používá hlavně pro malé lithiové baterie a univerzální lithiové baterie pro spotřebitele. Materiály na bázi křemíku v neuhlíkových materiálech jsou stále ve fázi neustálého výzkumu a vývoje. Separátory lithiových baterií lze podle výrobního procesu rozdělit na suché separátory a mokré separátory, přičemž hlavním trendem bude mokrý membránový povlak v mokrém separátoru. Mokrý a suchý proces mají své výhody a nevýhody. Mokrý proces má malou a rovnoměrnou velikost pórů a tenčí film, ale investice je vysoká, proces je složitý a znečištění životního prostředí je velké. Suchý proces je relativně jednoduchý, má vysokou přidanou hodnotu a je šetrný k životnímu prostředí, ale velikost pórů a poréznost je obtížné kontrolovat a produkt je obtížné ředit.

Technická cesta čínského průmyslu skladování energie – elektrochemické skladování energie: olověné baterie (VRLA) jsou baterie, jejichž elektroda je vyrobena převážně z olova a jeho oxidu a elektrolytem je roztok kyseliny sírové. Ve stavu nabití olověné baterie je hlavní složkou kladné elektrody oxid olovnatý a hlavní složkou záporné elektrody olovo; ve stavu vybití jsou hlavní složkou kladné a záporné elektrody síran olovnatý. Princip fungování olověné baterie spočívá v tom, že olověná baterie je druh baterie s oxidem uhličitým a houbovitým kovovým olovem jako kladnou a zápornou aktivní látkou a roztokem kyseliny sírové jako elektrolytem. Výhody olověných baterií jsou relativně vyspělý průmyslový řetězec, bezpečné použití, jednoduchá údržba, nízké náklady, dlouhá životnost, stabilní kvalita atd. Nevýhodami jsou pomalá rychlost nabíjení, nízká hustota energie, krátká životnost, snadné znečištění atd. Olověné baterie se používají jako záložní zdroje napájení v telekomunikacích, solárních systémech, elektronických spínacích systémech, komunikačních zařízeních, malých záložních zdrojích napájení (UPS, ECR, zálohovací systémy počítačů atd.), nouzových zařízeních atd. a jako hlavní zdroje napájení v komunikačních zařízeních, elektrických řídicích lokomotivách (sběrná vozidla, automatická dopravní vozidla, elektrická vozidla), mechanických spouštěčích nástrojů (akuové vrtačky, elektrické pohony, elektrické saně), průmyslových zařízeních/přístrojích, kamerách atd.

Technická cesta čínského průmyslu skladování energie – elektrochemické skladování energie: kapalinové průtokové baterie a sodno-sirné baterie jsou druhem baterie, která dokáže ukládat a vybíjet elektřinu prostřednictvím elektrochemické reakce rozpustného elektrického páru na inertní elektrodě. Struktura typického monomeru kapalinové průtokové baterie zahrnuje: kladné a záporné elektrody; elektrodovou komoru obklopenou membránou a elektrodou; nádrž na elektrolyt, čerpadlo a potrubní systém. Kapalinová průtoková baterie je elektrochemické zařízení pro skladování energie, které dokáže realizovat vzájemnou přeměnu elektrické energie a chemické energie prostřednictvím oxidačně-redukční reakce kapalných aktivních látek, a tím realizovat ukládání a uvolňování elektrické energie. Existuje mnoho podskupin a specifických systémů kapalinových průtokových baterií. V současné době existují ve světě pouze čtyři druhy systémů kapalinových průtokových baterií, které jsou skutečně podrobně prozkoumány, včetně čistě vanadových kapalinových průtokových baterií, zinko-bromových kapalinových průtokových baterií, železo-chromových kapalinových průtokových baterií a kapalinových průtokových baterií s polysulfidem sodným/bromem. Sodno-sirná baterie se skládá z kladné elektrody, záporné elektrody, elektrolytu, membrány a pláště, což se liší od běžných sekundárních baterií (olověné baterie, nikl-kadmiové baterie atd.). Sodno-sirná baterie se skládá z roztavené elektrody a pevného elektrolytu. Aktivní látkou záporné elektrody je roztavený kovový sodík a aktivní látkou kladné elektrody je kapalná síra a roztavená polysulfidová sůl sodná. Anoda sodno-sirné baterie se skládá z kapalné síry, katoda z kapalného sodíku a uprostřed je oddělena beta-hliníková keramická trubice. Provozní teplota baterie se musí udržovat nad 300 °C, aby se elektroda udržela v roztaveném stavu. Technická cesta čínského průmyslu skladování energie – palivové články: vodíkový článek pro skladování energie Vodíkový palivový článek je zařízení, které přímo přeměňuje chemickou energii vodíku na elektrickou energii. Základním principem je, že vodík vstupuje do anody palivového článku, rozkládá se na plynné protony a elektrony působením katalyzátoru a vzniklé vodíkové protony procházejí protonovou výměnnou membránou, aby dosáhly katody palivového článku a spojily se s kyslíkem za vzniku vody. Elektrony se dostanou ke katodě palivového článku přes externí obvod a vytvoří proud. V podstatě se jedná o zařízení pro výrobu energie založená na elektrochemické reakci. Velikost trhu globálního průmyslu skladování energie – nová instalovaná kapacita průmyslu skladování energie se zdvojnásobila – velikost trhu globálního průmyslu skladování energie – lithium-iontové baterie jsou stále hlavní formou skladování energie – lithium-iontové baterie mají výhody vysoké energetické hustoty, vysoké účinnosti přeměny, rychlé odezvy atd. a v současné době tvoří nejvyšší podíl instalované kapacity s výjimkou přečerpávacích elektráren. Podle dokumentu o rozvoji čínského průmyslu lithium-iontových baterií (2022), který společně vydaly společnosti EVTank a Ivy Institute of Economics. Podle údajů z bílé knihy dosáhnou v roce 2021 celkové celosvětové dodávky lithium-iontových baterií objemu 562,4 GWh, což představuje meziroční výrazný nárůst o 91 %, a jejich podíl na globálních nových instalacích pro ukládání energie rovněž přesáhne 90 %. Přestože se v posledních letech stále více pozornosti věnuje i jiným formám ukládání energie, jako jsou vanadové průtokové baterie, sodíkové iontové baterie a baterie na stlačený vzduch, lithium-iontové baterie mají stále velké výhody z hlediska výkonu, nákladů a industrializace. V krátkodobém a střednědobém horizontu budou lithium-iontové baterie hlavní formou ukládání energie na světě a jejich podíl v nových instalacích pro ukládání energie zůstane na vysoké úrovni.

Společnost Longrun-energy se zaměřuje na oblast skladování energie a integruje servisní základnu dodavatelského řetězce energie, aby poskytovala řešení skladování energie pro domácnosti, průmysl a komerční účely, včetně návrhu, školení v oblasti montáže, tržních řešení, kontroly nákladů, správy, provozu a údržby atd. Díky dlouholeté spolupráci se známými výrobci baterií a střídačů jsme shrnuli technologické a vývojové zkušenosti a vybudovali integrovanou servisní základnu dodavatelského řetězce.