Was sind die Vorteile einer Energiespeicherbatterie?

Technischer Weg der chinesischen Energiespeicherindustrie – Elektrochemische Energiespeicherung: Die derzeit gängigen Kathodenmaterialien für Lithiumbatterien sind Lithiumkobaltoxid (LCO), Lithiummanganoxid (LMO), Lithiumeisenphosphat (LFP) und ternäre Materialien. Lithiumkobaltat ist das erste kommerziell erhältliche Kathodenmaterial mit hoher Spannung, hoher Klopfdichte, stabiler Struktur und guter Sicherheit, aber auch hohen Kosten und geringer Kapazität. Lithiummanganat ist kostengünstig und hat eine hohe Spannung, aber eine schlechte Zyklenleistung und geringe Kapazität. Kapazität und Kosten der ternären Materialien variieren je nach Gehalt an Nickel, Kobalt und Mangan (zusätzlich zu NCA). Die Gesamtenergiedichte ist höher als die von Lithiumeisenphosphat und Lithiumkobaltat. Lithiumeisenphosphat ist kostengünstig, hat eine gute Zyklenleistung und gute Sicherheit, aber seine Spannungsplattform und seine geringe Verdichtungsdichte sind gering, was zu einer geringen Gesamtenergiedichte führt. Derzeit wird der Energiesektor von ternären Materialien und Lithiumeisen dominiert, während der Verbrauchssektor eher von Lithiumkobalt dominiert wird. Negative Elektrodenmaterialien lassen sich in Kohlenstoffmaterialien und Nicht-Kohlenstoffmaterialien unterteilen: Zu den Kohlenstoffmaterialien zählen künstlicher Graphit, natürlicher Graphit, mesophasische Kohlenstoffmikrokugeln, weicher Kohlenstoff, harter Kohlenstoff usw.; Nicht-Kohlenstoffmaterialien umfassen Lithiumtitanat, siliziumbasierte Materialien, zinnbasierte Materialien usw. Naturgraphit und künstlicher Graphit werden derzeit am häufigsten verwendet. Obwohl natürlicher Graphit Vorteile hinsichtlich Kosten und spezifischer Kapazität bietet, ist seine Zyklenlebensdauer gering und seine Konsistenz schlecht. Künstlicher Graphit hingegen weist relativ ausgewogene Eigenschaften auf, mit ausgezeichneter Zirkulationsleistung und guter Elektrolytverträglichkeit. Künstlicher Graphit wird hauptsächlich für Fahrzeugbatterien mit hoher Kapazität und hochwertige Lithiumbatterien für Verbraucher verwendet, während natürlicher Graphit hauptsächlich für kleine Lithiumbatterien und Lithiumbatterien für allgemeine Verbraucher verwendet wird. Die Entwicklung von siliziumbasierten Materialien in Nicht-Kohlenstoffmaterialien wird kontinuierlich vorangetrieben. Lithiumbatterieseparatoren lassen sich je nach Herstellungsverfahren in Trocken- und Nassseparatoren unterteilen, wobei die Nassmembranbeschichtung im Nassseparator der wichtigste Trend sein wird. Nass- und Trockenverfahren haben jeweils ihre eigenen Vor- und Nachteile. Das Nassverfahren weist eine kleine und gleichmäßige Porengröße und einen dünneren Film auf, erfordert jedoch hohe Investitionen, ist komplex und verursacht eine erhebliche Umweltverschmutzung. Das Trockenverfahren ist relativ einfach, bietet eine hohe Wertschöpfung und ist umweltfreundlich, aber Porengröße und Porosität sind schwer zu kontrollieren und das Produkt lässt sich nur schwer verdünnen.

Der technische Weg der chinesischen Energiespeicherindustrie – elektrochemische Energiespeicherung: Bleiakkumulatoren (VRLA) sind Akkumulatoren, deren Elektroden hauptsächlich aus Blei und Bleioxid bestehen und deren Elektrolyt eine Schwefelsäurelösung ist. Im geladenen Zustand besteht der Hauptbestandteil der positiven Elektrode aus Bleidioxid und der der negativen Elektrode aus Blei; im entladenen Zustand besteht der Hauptbestandteil der positiven und negativen Elektrode aus Bleisulfat. Das Funktionsprinzip von Bleiakkumulatoren besteht darin, dass Kohlendioxid und Bleischwamm als positive bzw. negative aktive Substanzen sowie Schwefelsäurelösung als Elektrolyt dienen. Die Vorteile von Blei-Säure-Batterien liegen in einer relativ ausgereiften industriellen Kette, sicherer Verwendung, einfacher Wartung, niedrigen Kosten, langer Lebensdauer und gleichbleibender Qualität usw. Die Nachteile sind langsame Ladegeschwindigkeit, geringe Energiedichte, kurze Zyklenlebensdauer, leichte Umweltverschmutzung usw. Blei-Säure-Batterien werden als Standby-Stromversorgung in der Telekommunikation, in Solarenergiesystemen, elektronischen Schaltsystemen, Kommunikationsgeräten, kleinen Backup-Stromversorgungen (USV, ECR, Computer-Backup-Systeme usw.), Notfallgeräten usw. und als Hauptstromversorgung in Kommunikationsgeräten, elektrischen Steuerlokomotiven (Beschaffungsfahrzeuge, automatische Transportfahrzeuge, Elektrofahrzeuge), Anlassern für mechanische Werkzeuge (Akku-Bohrer, Elektroschrauber, Elektroschlitten), Industriegeräten/-instrumenten, Kameras usw. verwendet.

Der technische Weg der chinesischen Energiespeicherindustrie – elektrochemische Energiespeicherung: Flüssigkeitsdurchflussbatterien und Natrium-Schwefel-Batterien Flüssigkeitsdurchflussbatterien sind Batterien, die durch elektrochemische Reaktionen löslicher elektrischer Paare an inerten Elektroden Elektrizität speichern und abgeben können. Der Aufbau eines typischen Flüssigkeitsdurchflussbatteriemonomers umfasst: positive und negative Elektroden; eine von einer Membran und einer Elektrode umgebene Elektrodenkammer; Elektrolyttank, Pumpe und Rohrleitungssystem. Eine Flüssigkeitsdurchflussbatterie ist ein elektrochemischer Energiespeicher, der durch Redoxreaktionen flüssiger Substanzen elektrische und chemische Energie ineinander umwandelt und so elektrische Energie speichert und freisetzt. Es gibt viele Untertypen und spezifische Systeme von Flüssigkeitsdurchflussbatterien. Derzeit sind weltweit nur vier Arten von Flüssigkeitsdurchflussbatteriesystemen wirklich gründlich erforscht, darunter Vollvanadium-Flüssigkeitsdurchflussbatterien, Zink-Brom-Flüssigkeitsdurchflussbatterien, Eisen-Chrom-Flüssigkeitsdurchflussbatterien und Natriumpolysulfid/Brom-Flüssigkeitsdurchflussbatterien. Die Natrium-Schwefel-Batterie besteht aus einer positiven und einer negativen Elektrode, einem Elektrolyten, einer Membran und einem Gehäuse und unterscheidet sich damit von herkömmlichen Sekundärbatterien (Blei-Säure-Batterien, Nickel-Cadmium-Batterien usw.). Die Natrium-Schwefel-Batterie besteht aus einer geschmolzenen Elektrode und einem festen Elektrolyten. Der Wirkstoff der negativen Elektrode ist geschmolzenes Natriummetall, und der Wirkstoff der positiven Elektrode ist flüssiger Schwefel und geschmolzenes Natriumpolysulfidsalz. Die Anode der Natrium-Schwefel-Batterie besteht aus flüssigem Schwefel, die Kathode aus flüssigem Natrium und ist in der Mitte durch eine Beta-Aluminiumröhre aus Keramikmaterial getrennt. Die Betriebstemperatur der Batterie muss über 300 °C gehalten werden, damit die Elektrode im geschmolzenen Zustand bleibt. Der technische Weg der chinesischen Energiespeicherindustrie – Brennstoffzellen: Wasserstoff-Energiespeicherzelle. Eine Wasserstoff-Brennstoffzelle ist ein Gerät, das die chemische Energie von Wasserstoff direkt in elektrische Energie umwandelt. Das Grundprinzip besteht darin, dass Wasserstoff in die Anode der Brennstoffzelle gelangt und unter Einwirkung eines Katalysators in gasförmige Protonen und Elektronen zerlegt wird. Die gebildeten Wasserstoffprotonen passieren die Protonenaustauschmembran, um die Kathode der Brennstoffzelle zu erreichen und sich mit Sauerstoff zu verbinden, wodurch Wasser entsteht. Die Elektronen erreichen die Kathode der Brennstoffzelle über einen externen Stromkreis und erzeugen Strom. Im Wesentlichen handelt es sich um ein Gerät zur Stromerzeugung durch elektrochemische Reaktion. Die Marktgröße der globalen Energiespeicherbranche – die neu installierte Kapazität der Energiespeicherbranche hat sich verdoppelt – die Marktgröße der globalen Energiespeicherbranche – Lithium-Ionen-Batterien sind nach wie vor die gängige Form der Energiespeicherung – Lithium-Ionen-Batterien haben die Vorteile einer hohen Energiedichte, eines hohen Umwandlungswirkungsgrads, einer schnellen Reaktion usw. und machen derzeit nach Pumpspeichern den größten Anteil der installierten Kapazität aus. Laut dem gemeinsam von EVTank und dem Ivy Institute of Economics veröffentlichten Whitepaper zur Entwicklung der chinesischen Lithium-Ionen-Batterieindustrie (2022). Laut dem Whitepaper werden die weltweiten Lithium-Ionen-Batterielieferungen im Jahr 2021 562,4 GWh betragen, was einem deutlichen Anstieg von 91 % gegenüber dem Vorjahr entspricht. Ihr Anteil an den weltweit installierten neuen Energiespeichern wird ebenfalls über 90 % liegen. Obwohl andere Energiespeicher wie Vanadium-Redox-Batterien, Natrium-Ionen-Batterien und Druckluftspeicher in den letzten Jahren zunehmend an Bedeutung gewonnen haben, bieten Lithium-Ionen-Batterien nach wie vor große Vorteile hinsichtlich Leistung, Kosten und Industrialisierung. Kurz- und mittelfristig werden Lithium-Ionen-Batterien die weltweit wichtigste Energiespeicherform sein, und ihr Anteil an den installierten neuen Energiespeichern wird hoch bleiben.

Longrun-energy konzentriert sich auf den Bereich der Energiespeicherung und integriert die Servicebasis der Energieversorgungskette, um Energiespeicherlösungen für private sowie industrielle und gewerbliche Szenarien bereitzustellen, einschließlich Design, Montageschulung, Marktlösungen, Kostenkontrolle, Verwaltung, Betrieb und Wartung usw. Durch die langjährige Zusammenarbeit mit namhaften Batterieherstellern und Wechselrichterherstellern haben wir Technologie und Entwicklungserfahrung zusammengefasst, um eine integrierte Servicebasis für die Versorgungskette aufzubauen.