Aké sú výhody batérií na skladovanie energie?

Technická cesta čínskeho priemyslu skladovania energie – elektrochemické skladovanie energie: V súčasnosti bežné katódové materiály lítiových batérií zahŕňajú najmä oxid lítium-kobalt (LCO), oxid lítium-mangán (LMO), fosforečnan lítium-železitý (LFP) a ternárne materiály. Kobaltan lítny je prvý komerčne dostupný katódový materiál s vysokým napätím, vysokou hustotou odbočiek, stabilnou štruktúrou a dobrou bezpečnosťou, ale s vysokými nákladmi a nízkou kapacitou. Mangán lítny má nízke náklady a vysoké napätie, ale jeho cyklický výkon je slabý a jeho kapacita je tiež nízka. Kapacita a náklady ternárnych materiálov sa líšia v závislosti od obsahu niklu, kobaltu a mangánu (okrem NCA). Celková hustota energie je vyššia ako u fosforečnanu lítium-železitý a kobaltanu lítium. Fosforečnan lítium-železitý má nízke náklady, dobrý cyklický výkon a dobrú bezpečnosť, ale jeho napäťová platforma je nízka a jeho hustota zhutnenia je nízka, čo má za následok nízku celkovú hustotu energie. V súčasnosti v energetickom sektore dominujú ternárne materiály a lítium-železité materiály, zatiaľ čo v sektore spotreby je viac lítium-kobalt. Materiály záporných elektród možno rozdeliť na uhlíkové materiály a neuhlíkové materiály: medzi uhlíkové materiály patrí umelý grafit, prírodný grafit, mezofázové uhlíkové mikroguľôčky, mäkký uhlík, tvrdý uhlík atď.; neuhlíkové materiály zahŕňajú titaničitanu lítnu, materiály na báze kremíka, materiály na báze cínu atď. Prírodný grafit a umelý grafit sú v súčasnosti najpoužívanejšie. Hoci má prírodný grafit výhody v nákladoch a špecifickej kapacite, jeho životnosť je nízka a konzistencia slabá; vlastnosti umelého grafitu sú však relatívne vyvážené, s vynikajúcim cirkulačným výkonom a dobrou kompatibilitou s elektrolytom. Umelý grafit sa používa hlavne pre veľkokapacitné batérie pre vozidlá a lítiové batérie pre vyššiu spotrebu, zatiaľ čo prírodný grafit sa používa hlavne pre malé lítiové batérie a lítiové batérie pre všeobecné použitie. Materiály na báze kremíka v neuhlíkových materiáloch sú stále v procese neustáleho výskumu a vývoja. Separátory lítiových batérií možno rozdeliť na suché separátory a mokré separátory podľa výrobného procesu a hlavným trendom bude mokrý membránový povlak v mokrom separátore. Mokrý a suchý proces majú svoje výhody a nevýhody. Mokrý proces má malú a rovnomernú veľkosť pórov a tenší film, ale investície sú veľké, proces je zložitý a znečistenie životného prostredia je veľké. Suchý proces je relatívne jednoduchý, má vysokú pridanú hodnotu a je šetrný k životnému prostrediu, ale veľkosť pórov a pórovitosť sa ťažko kontrolujú a produkt sa ťažko riedi.

Technická cesta čínskeho priemyslu skladovania energie – elektrochemické skladovanie energie: olovené batérie (VRLA) sú batérie, ktorých elektróda je vyrobená prevažne z olova a jeho oxidu a elektrolytom je roztok kyseliny sírovej. V stave nabitia olovených batérií je hlavnou zložkou kladnej elektródy oxid olovnatý a hlavnou zložkou zápornej elektródy olovo; vo vybitom stave sú hlavnou zložkou kladnej a zápornej elektródy síran olovnatý. Princíp fungovania olovených batérií spočíva v tom, že olovené batérie sú druhom batérie s oxidom uhličitým a špongiovitým kovovým olovom ako kladnou a zápornou aktívnou látkou a roztokom kyseliny sírovej ako elektrolytom. Výhody olovených batérií sú relatívne vyspelý priemyselný reťazec, bezpečné používanie, jednoduchá údržba, nízke náklady, dlhá životnosť, stabilná kvalita atď. Nevýhody sú pomalá rýchlosť nabíjania, nízka hustota energie, krátka životnosť, ľahké znečistenie atď. Olovené batérie sa používajú ako záložné zdroje napájania v telekomunikáciách, solárnych systémoch, elektronických spínacích systémoch, komunikačných zariadeniach, malých záložných zdrojoch napájania (UPS, ECR, zálohovacie systémy počítačov atď.), núdzových zariadeniach atď. a ako hlavné zdroje napájania v komunikačných zariadeniach, elektrických riadiacich lokomotívach (zberné vozidlá, automatické dopravné vozidlá, elektrické vozidlá), mechanických štartéroch nástrojov (akumulátorové vŕtačky, elektrické pohony, elektrické sane), priemyselných zariadeniach/prístrojoch, kamerách atď.

Technická cesta čínskeho priemyslu skladovania energie – elektrochemické skladovanie energie: prietokové batérie a sodíkovo-sírové batérie sú druhom batérie, ktorá dokáže ukladať elektrinu a vybíjať ju prostredníctvom elektrochemickej reakcie rozpustného elektrického páru na inertnej elektróde. Štruktúra typického monoméru prietokovej batérie zahŕňa: kladné a záporné elektródy; elektródovú komoru obklopenú membránou a elektródou; nádrž na elektrolyt, čerpadlo a potrubný systém. Prietoková batéria je elektrochemické zariadenie na skladovanie energie, ktoré dokáže realizovať vzájomnú premenu elektrickej energie a chemickej energie prostredníctvom oxidačno-redukčnej reakcie kvapalných aktívnych látok, čím sa dosahuje ukladanie a uvoľňovanie elektrickej energie. Existuje mnoho podtypov a špecifických systémov prietokových batérií. V súčasnosti existujú na svete iba štyri druhy systémov prietokových batérií, ktoré sú skutočne podrobne preskúmané, vrátane čisto vanádových prietokových batérií, zinočnato-brómových prietokových batérií, železo-chrómových prietokových batérií a prietokových batérií s polysulfidom sodným/brómom. Sodíkovo-sírová batéria sa skladá z kladnej elektródy, zápornej elektródy, elektrolytu, membrány a plášťa, čo sa líši od bežných sekundárnych batérií (olovené batérie, nikel-kadmiové batérie atď.). Sodíkovo-sírová batéria sa skladá z roztavenej elektródy a pevného elektrolytu. Aktívnou látkou zápornej elektródy je roztavený kovový sodík a aktívnou látkou kladnej elektródy je kvapalná síra a roztavená polysulfidová soľ sodná. Anóda sodíkovo-sírovej batérie sa skladá z kvapalnej síry, katóda z kvapalného sodíka a v strede je oddelená beta-hliníková keramická trubica. Prevádzková teplota batérie sa musí udržiavať nad 300 °C, aby sa elektróda udržala v roztavenom stave. Technická cesta čínskeho priemyslu skladovania energie – palivový článok: vodíkový palivový článok je zariadenie, ktoré priamo premieňa chemickú energiu vodíka na elektrickú energiu. Základným princípom je, že vodík vstupuje do anódy palivového článku, rozkladá sa na plynné protóny a elektróny pôsobením katalyzátora a vytvorené vodíkové protóny prechádzajú cez protónovú výmennú membránu, aby sa dostali na katódu palivového článku a kombinovali sa s kyslíkom za vzniku vody. Elektróny sa dostanú na katódu palivového článku cez externý obvod a tvoria prúd. V podstate ide o elektrochemické reakčné zariadenie na výrobu energie. Veľkosť trhu globálneho priemyslu skladovania energie – nová inštalovaná kapacita priemyslu skladovania energie sa zdvojnásobila – veľkosť trhu globálneho priemyslu skladovania energie – lítium-iónové batérie sú stále hlavnou formou skladovania energie – lítium-iónové batérie majú výhody vysokej hustoty energie, vysokej účinnosti konverzie, rýchlej odozvy atď. a v súčasnosti predstavujú najvyšší podiel inštalovanej kapacity s výnimkou prečerpávacích elektrární. Podľa bielej knihy o rozvoji čínskeho priemyslu lítium-iónových batérií (2022), ktorú spoločne vydali EVTank a Ivy Institute of Economics. Podľa údajov z bielej knihy dosiahne v roku 2021 celkový celosvetový objem dodávok lítium-iónových batérií 562,4 GWh, čo predstavuje výrazný medziročný nárast o 91 %, a ich podiel na globálnych nových inštaláciách na skladovanie energie tiež presiahne 90 %. Hoci sa v posledných rokoch čoraz viac pozornosti venuje aj iným formám skladovania energie, ako sú vanádiové prietokové batérie, sodíkové iónové batérie a batérie na stlačený vzduch, lítium-iónové batérie majú stále veľké výhody z hľadiska výkonu, nákladov a industrializácie. V krátkodobom a strednodobom horizonte budú lítium-iónové batérie hlavnou formou skladovania energie na svete a ich podiel na nových inštaláciách na skladovanie energie zostane na vysokej úrovni.

Spoločnosť Longrun-energy sa zameriava na oblasť skladovania energie a integruje servisnú základňu dodávateľského reťazca energie s cieľom poskytovať riešenia skladovania energie pre domácnosti, priemysel a komerčné scenáre vrátane návrhu, školenia montáže, trhových riešení, kontroly nákladov, riadenia, prevádzky a údržby atď. Vďaka dlhoročnej spolupráci so známymi výrobcami batérií a meničov sme zhrnuli skúsenosti s technológiami a vývojom, aby sme vybudovali integrovanú servisnú základňu dodávateľského reťazca.