Энергия сақтау батареясының артықшылықтары қандай?

Қытайдың энергия сақтау саласының техникалық жолы – электрохимиялық энергия сақтау: Қазіргі уақытта литий батареяларының кең таралған катод материалдарына негізінен литий кобальт оксиді (LCO), литий марганец оксиді (LMO), литий темір фосфаты (LFP) және үштік материалдар жатады. Литий кобальтаты – жоғары кернеулі, жоғары тығыздықты, тұрақты құрылымды және жақсы қауіпсіздікті, бірақ жоғары құны мен төмен сыйымдылықты қамтитын алғашқы коммерцияландырылған катод материалы. Литий марганецінің құны мен кернеуі төмен, бірақ оның циклдік өнімділігі нашар және сыйымдылығы да төмен. Үштік материалдардың сыйымдылығы мен құны никель, кобальт және марганецтің құрамына байланысты өзгереді (NCA-дан басқа). Жалпы энергия тығыздығы литий темір фосфаты мен литий кобальтына қарағанда жоғары. Литий темір фосфатының құны төмен, циклдік өнімділігі жақсы және қауіпсіздігі жақсы, бірақ оның кернеу платформасы төмен және тығыздау тығыздығы төмен, бұл жалпы энергия тығыздығының төмендеуіне әкеледі. Қазіргі уақытта энергетика секторында үштік және литий темір басым, ал тұтыну секторында литий кобальт көбірек. Теріс электродты материалдарды көміртекті материалдар және көміртекті емес материалдар деп бөлуге болады: көміртекті материалдарға жасанды графит, табиғи графит, мезофазалы көміртекті микросфералар, жұмсақ көміртек, қатты көміртек және т.б. жатады; Көміртекті емес материалдарға литий титанаты, кремний негізіндегі материалдар, қалайы негізіндегі материалдар және т.б. жатады. Табиғи графит және жасанды графит қазіргі уақытта ең кең таралған болып табылады. Табиғи графиттің құны мен меншікті сыйымдылығы бойынша артықшылықтары болғанымен, оның циклдік қызмет ету мерзімі төмен және консистенциясы нашар; Дегенмен, жасанды графиттің қасиеттері салыстырмалы түрде теңдестірілген, айналым өнімділігі тамаша және электролитпен жақсы үйлесімді. Жасанды графит негізінен үлкен сыйымдылықты көлік батареялары мен жоғары сапалы тұтынушылық литий батареялары үшін қолданылады, ал табиғи графит негізінен шағын литий батареялары мен жалпы мақсаттағы тұтынушылық литий батареялары үшін қолданылады. Көміртекті емес материалдардағы кремний негізіндегі материалдар әлі де үздіксіз зерттеу және әзірлеу процесінде. Литий батареясының сепараторларын өндіріс процесіне сәйкес құрғақ сепараторлар және ылғалды сепараторлар деп бөлуге болады, ал ылғалды сепаратордағы ылғалды мембраналық жабын негізгі үрдіс болады. Ылғалды процесс пен құрғақ процестің өзіндік артықшылықтары мен кемшіліктері бар. Ылғал әдіспен өңдеу кезінде кеуек мөлшері кішкентай және біркелкі, ал қабықша жұқа болады, бірақ инвестиция көп, процесс күрделі және қоршаған ортаның ластануы көп. Құрғақ әдіспен өңдеу салыстырмалы түрде қарапайым, қосылған құны жоғары және экологиялық таза, бірақ кеуек мөлшері мен кеуектілігін бақылау қиын, ал өнімді жұқа ету қиын.

Қытайдың энергия сақтау өнеркәсібінің техникалық жолы – электрохимиялық энергия сақтау: қорғасын-қышқылды аккумулятор қорғасын-қышқылды аккумулятор (VRLA) – электроды негізінен қорғасын мен оның оксидінен жасалған, ал электролиті күкірт қышқылының ерітіндісі болып табылатын аккумулятор. Қорғасын-қышқылды аккумулятордың зарядтау күйінде оң электродтың негізгі компоненті қорғасын диоксиді, ал теріс электродтың негізгі компоненті қорғасын; разрядтау күйінде оң және теріс электродтардың негізгі компоненттері қорғасын сульфаты болып табылады. Қорғасын-қышқылды аккумулятордың жұмыс принципі – қорғасын-қышқылды аккумулятор – көмірқышқыл газы мен губка тәрізді металл қорғасын оң және теріс белсенді заттар ретінде, ал күкірт қышқылының ерітіндісі электролит ретінде қолданылатын аккумулятор түрі. Қорғасын-қышқылды аккумуляторлардың артықшылықтары салыстырмалы түрде жетілген өнеркәсіптік тізбек, қауіпсіз пайдалану, қарапайым техникалық қызмет көрсету, арзан баға, ұзақ қызмет ету мерзімі, тұрақты сапа және т.б. Кемшіліктері - баяу зарядтау жылдамдығы, төмен энергия тығыздығы, қысқа циклді қызмет ету мерзімі, ластануды тудыруы оңай және т.б. Қорғасын-қышқылды аккумуляторлар телекоммуникацияда, күн энергиясы жүйелерінде, электрондық коммутатор жүйелерінде, байланыс жабдықтарында, шағын резервтік қуат көздерінде (UPS, ECR, компьютерлік резервтік жүйелер және т.б.), апаттық жабдықтарда және т.б. резервтік қуат көзі ретінде, ал байланыс жабдықтарында, электр басқару локомотивтерінде (жинақтау көліктері, автоматты көліктер, электр көліктері), механикалық құрал іске қосу құрылғыларында (сымсыз бұрғылар, электр жүргізушілері, электр шаналары), өнеркәсіптік жабдықтарда/құралдарда, камераларда және т.б. негізгі қуат көзі ретінде қолданылады.

Қытайдың энергия сақтау саласының техникалық жолы – электрохимиялық энергия сақтау: сұйық ағынды батарея және натрий күкірт батареясы сұйық ағынды батарея – инертті электродтағы еритін электр жұбының электрохимиялық реакциясы арқылы электр энергиясын сақтауға және электр энергиясын шығаруға қабілетті батарея түрі. Әдеттегі сұйық ағынды батарея мономерінің құрылымына мыналар кіреді: оң және теріс электродтар; диафрагма мен электродпен қоршалған электрод камерасы; электролиттік бак, сорғы және құбыр жүйесі. Сұйық ағынды батарея – сұйық белсенді заттардың тотығу-тотықсыздану реакциясы арқылы электр энергиясы мен химиялық энергияны өзара түрлендіруді жүзеге асыра алатын, осылайша электр энергиясын сақтауды және босатуды жүзеге асыратын электрохимиялық энергия сақтау құрылғысы. Сұйық ағынды батареяның көптеген бөлінетін түрлері мен нақты жүйелері бар. Қазіргі уақытта әлемде терең зерттелген сұйық ағынды батарея жүйелерінің тек төрт түрі бар, оның ішінде толық ванадийлі сұйық ағынды батарея, мырыш-бромды сұйық ағынды батарея, темір-хромды сұйық ағынды батарея және натрий полисульфиді/бромды сұйық ағынды батарея. Натрий-күкірт батареясы оң электродтан, теріс электродтан, электролиттен, диафрагмадан және қабықтан тұрады, бұл жалпы екінші реттік батареядан (қорғасын-қышқылды батарея, никель-кадмий батареясы және т.б.) ерекшеленеді. Натрий-күкірт батареясы балқытылған электродтан және қатты электролиттен тұрады. Теріс электродтың белсенді заты - балқытылған металл натрий, ал оң электродтың белсенді заты - сұйық күкірт және балқытылған натрий полисульфид тұзы. Натрий-күкірт батареясының анодында сұйық күкірт, катодта сұйық натрий, ал керамикалық материалдан жасалған бета-алюминий түтік ортасында бөлінген. Электродты балқытылған күйде ұстау үшін батареяның жұмыс температурасы 300°C жоғары болуы керек. Қытайдың энергия сақтау өнеркәсібінің техникалық жолы - отын элементі: сутегі энергиясын сақтау элементі сутегі отын элементі - сутегінің химиялық энергиясын электр энергиясына тікелей түрлендіретін құрылғы. Негізгі қағида - сутегі отын элементінің анодына енеді, катализатордың әсерінен газ протондары мен электрондарына ыдырайды, ал түзілген сутегі протондары протон алмасу мембранасы арқылы өтіп, отын элементінің катодына жетеді және оттегімен бірігіп су түзеді. Электрондар сыртқы тізбек арқылы отын элементінің катодына жетіп, ток түзеді. Негізінен, бұл электрохимиялық реакция арқылы қуат өндіру құрылғысы. Әлемдік энергия сақтау индустриясының нарықтық көлемі - энергия сақтау индустриясының жаңа орнатылған қуаты екі есеге артты - әлемдік энергия сақтау индустриясының нарықтық көлемі - литий-ионды батареялар әлі де энергия сақтаудың негізгі түрі болып табылады - литий-ионды батареялардың жоғары энергия тығыздығы, жоғары конверсия тиімділігі, жылдам жауап беру және т.б. артықшылықтары бар және қазіргі уақытта сорғымен сақталатын қоймадан басқа орнатылған қуаттың ең жоғары үлесі болып табылады. EVTank және Ivy Institute of Economics бірлесіп шығарған Қытайдың литий-ионды батарея индустриясын дамыту туралы ақ қағазға сәйкес (2022). Ақ қағаздың мәліметтері бойынша, 2021 жылы литий-ионды батареялардың жаһандық жалпы жеткізілімі 562,4 ГВт/сағ құрайды, бұл жыл сайынғы көрсеткіштен 91%-ға айтарлықтай өсім, ал оның жаһандық жаңа энергия сақтау қондырғыларындағы үлесі де 90%-дан асады. Ванадий ағынды батарея, натрий-ионды батарея және сығылған ауа сияқты энергия сақтаудың басқа түрлеріне де соңғы жылдары көбірек көңіл бөліне бастағанымен, литий-ионды батарея өнімділік, құны және индустрияландыру тұрғысынан үлкен артықшылықтарға ие. Қысқа және орта мерзімді перспективада литий-ионды батарея әлемдегі энергия сақтаудың негізгі түрі болады, ал оның жаңа энергия сақтау қондырғыларындағы үлесі жоғары деңгейде қалады.

Longrun-energy компаниясы энергияны сақтау саласына баса назар аударады және энергиямен жабдықтау тізбегінің қызмет көрсету базасын біріктіріп, тұрмыстық, өнеркәсіптік және коммерциялық жағдайларға арналған энергияны сақтау шешімдерін, соның ішінде дизайн, құрастыру бойынша оқыту, нарықтық шешімдер, шығындарды бақылау, басқару, пайдалану және техникалық қызмет көрсету және т.б. ұсынады. Белгілі батарея өндірушілерімен және инвертор өндірушілерімен көпжылдық ынтымақтастық арқылы біз интеграцияланған жеткізу тізбегінің қызмет көрсету базасын құру үшін технология мен әзірлеу тәжірибесін жинақтадық.