Kakšne so prednosti baterij za shranjevanje energije?

Tehnična pot kitajske industrije shranjevanja energije – elektrokemijsko shranjevanje energije: Trenutno običajni katodni materiali litijevih baterij vključujejo predvsem litijev kobaltov oksid (LCO), litijev manganov oksid (LMO), litijev železov fosfat (LFP) in ternarne materiale. Litijev kobaltat je prvi komercialno dostopni katodni material z visoko napetostjo, visoko gostoto odcepa, stabilno strukturo in dobro varnostjo, vendar z visokimi stroški in nizko kapaciteto. Litijev manganat ima nizke stroške in visoko napetost, vendar je njegova ciklična zmogljivost slaba in njegova kapaciteta je prav tako nizka. Kapaciteta in stroški ternarnih materialov se razlikujejo glede na vsebnost niklja, kobalta in mangana (poleg NCA). Skupna energijska gostota je višja kot pri litijevem železovem fosfatu in litijevem kobaltatu. Litijev železov fosfat ima nizke stroške, dobro ciklično zmogljivost in dobro varnost, vendar je njegova napetostna platforma nizka in gostota zgoščenosti nizka, kar ima za posledico nizko skupno energijsko gostoto. Trenutno v energetskem sektorju prevladujejo ternarni in litijev železov oksid, medtem ko je v potrošniškem sektorju več litijevega kobalta. Materiale za negativne elektrode lahko razdelimo na ogljikove materiale in neogljikove materiale: med ogljikove materiale spadajo umetni grafit, naravni grafit, mezofazne ogljikove mikrosfere, mehki ogljik, trdi ogljik itd. Med neogljikove materiale spadajo litijev titanat, materiali na osnovi silicija, materiali na osnovi kositra itd. Naravni grafit in umetni grafit sta trenutno najpogosteje uporabljena. Čeprav ima naravni grafit prednosti v stroških in specifični kapaciteti, je njegova življenjska doba kratka in konsistenca slaba. Vendar so lastnosti umetnega grafita relativno uravnotežene, z odličnim pretokom in dobro združljivostjo z elektrolitom. Umetni grafit se uporablja predvsem za velike akumulatorje za vozila in litijeve baterije za vrhunske potrošnike, medtem ko se naravni grafit uporablja predvsem za majhne litijeve baterije in litijeve baterije za splošno potrošnjo. Materiali na osnovi silicija v neogljikovih materialih so še vedno v procesu nenehnih raziskav in razvoja. Separatorje litijevih baterij lahko glede na proizvodni proces razdelimo na suhe separatorje in mokre separatorje, glavni trend pa bo mokra membranska prevleka v mokrem separatorju. Mokri in suhi postopek imata svoje prednosti in slabosti. Mokri postopek ima majhne in enakomerne pore ter tanjši film, vendar so naložbe velike, postopek je zapleten in onesnaževanje okolja veliko. Suhi postopek je relativno preprost, ima visoko dodano vrednost in je okolju prijazen, vendar je velikost por in poroznost težko nadzorovati, izdelek pa je težko redčiti.

Tehnična pot kitajske industrije shranjevanja energije – elektrokemijsko shranjevanje energije: svinčeno-kislinska baterija (VRLA) je baterija, katere elektroda je v glavnem izdelana iz svinca in njegovega oksida, elektrolit pa je raztopina žveplove kisline. V stanju polnjenja svinčeno-kislinske baterije je glavna sestavina pozitivne elektrode svinčev dioksid, glavna sestavina negativne elektrode pa svinec; v stanju praznjenja sta glavni sestavini pozitivne in negativne elektrode svinčev sulfat. Načelo delovanja svinčeno-kislinske baterije je, da je svinčeno-kislinska baterija vrsta baterije z ogljikovim dioksidom in gobasto kovino svinec kot pozitivno oziroma negativno aktivno snovjo ter raztopino žveplove kisline kot elektrolitom. Prednosti svinčevih baterij so relativno zrela industrijska veriga, varna uporaba, enostavno vzdrževanje, nizki stroški, dolga življenjska doba, stabilna kakovost itd. Slabosti so počasna hitrost polnjenja, nizka gostota energije, kratka življenjska doba, lahko onesnaženje itd. Svinčeve baterije se uporabljajo kot rezervni napajalniki v telekomunikacijah, sistemih sončne energije, elektronskih stikalnih sistemih, komunikacijski opremi, majhnih rezervnih napajalnikih (UPS, ECR, računalniški rezervni sistemi itd.), opremi za nujne primere itd. ter kot glavni napajalniki v komunikacijski opremi, električnih krmilnih lokomotivah (vozila za prevzem, avtomatska transportna vozila, električna vozila), mehanskih zagonskih orodij (baterijski vrtalniki, električni gonilniki, električne sani), industrijski opremi/instrumentih, kamerah itd.

Tehnična pot kitajske industrije shranjevanja energije – elektrokemično shranjevanje energije: tekočinski pretočni akumulatorji in natrijevi žveplovi akumulatorji so vrsta akumulatorjev, ki lahko shranjujejo in sproščajo elektriko z elektrokemično reakcijo topnega električnega para na inertni elektrodi. Struktura tipičnega monomera tekočinskega pretočnega akumulatorja vključuje: pozitivne in negativne elektrode; komoro elektrode, obdano z membrano in elektrodo; rezervoar za elektrolit, črpalko in cevovodni sistem. Tekočinski pretočni akumulatorji so elektrokemična naprava za shranjevanje energije, ki lahko z oksidacijsko-redukcijsko reakcijo tekočih aktivnih snovi medsebojno pretvarja električno in kemično energijo, s čimer se doseže shranjevanje in sproščanje električne energije. Obstaja veliko podrazdelkov in specifičnih sistemov tekočinskih pretočnih akumulatorjev. Trenutno so na svetu le štirje tipi tekočinskih pretočnih akumulatorjev resnično poglobljeno raziskani, vključno z vanadijevimi tekočinskimi akumulatorji, cink-bromovimi tekočinskimi akumulatorji, železo-kromovimi tekočinskimi akumulatorji in natrijevimi polisulfidno/bromovimi tekočinskimi akumulatorji. Natrijevo-žveplova baterija je sestavljena iz pozitivne elektrode, negativne elektrode, elektrolita, membrane in lupine, kar se razlikuje od splošnih sekundarnih baterij (svinčeno-kislinska baterija, nikelj-kadmijeva baterija itd.). Natrijevo-žveplova baterija je sestavljena iz staljene elektrode in trdnega elektrolita. Aktivna snov negativne elektrode je staljena kovina natrij, aktivna snov pozitivne elektrode pa je tekoče žveplo in staljena natrijeva polisulfidna sol. Anoda natrijevo-žveplove baterije je sestavljena iz tekočega žvepla, katoda iz tekočega natrija, beta-aluminijasta keramična cev pa je ločena na sredini. Delovna temperatura baterije mora biti nad 300 °C, da se elektroda ohrani v staljenem stanju. Tehnična pot kitajske industrije shranjevanja energije – gorivne celice: vodikova gorivna celica je naprava, ki neposredno pretvarja kemično energijo vodika v električno energijo. Osnovno načelo je, da vodik vstopi v anodo gorivne celice, se pod delovanjem katalizatorja razgradi na plinske protone in elektrone, nastali vodikovi protoni pa prehajajo skozi membrano za izmenjavo protonov in dosežejo katodo gorivne celice, kjer se združijo s kisikom in tvorijo vodo. Elektroni dosežejo katodo gorivne celice prek zunanjega vezja in tvorijo tok. V bistvu gre za napravo za proizvodnjo energije z elektrokemično reakcijo. Velikost trga svetovne industrije shranjevanja energije – nova nameščena zmogljivost industrije shranjevanja energije se je podvojila – velikost trga svetovne industrije shranjevanja energije – litij-ionske baterije so še vedno glavna oblika shranjevanja energije – litij-ionske baterije imajo prednosti visoke energijske gostote, visoke učinkovitosti pretvorbe, hitrega odziva itd. in trenutno predstavljajo največji delež nameščene zmogljivosti, razen črpalnih elektrarn. Glede na belo knjigo o razvoju kitajske industrije litij-ionskih baterij (2022), ki sta jo skupaj izdala EVTank in Ivy Institute of Economics. Glede na podatke iz bele knjige bo leta 2021 skupna svetovna dobava litij-ionskih baterij znašala 562,4 GWh, kar je znatno povečanje za 91 % v primerjavi z enakim obdobjem lani, njihov delež v novih svetovnih namestitvah za shranjevanje energije pa bo presegel 90 %. Čeprav so v zadnjih letih vse več pozornosti deležne tudi druge oblike shranjevanja energije, kot so vanadijeve baterije, natrijeve ionske baterije in baterije s stisnjenim zrakom, imajo litij-ionske baterije še vedno velike prednosti glede zmogljivosti, stroškov in industrializacije. Kratkoročno in srednjeročno bodo litij-ionske baterije glavna oblika shranjevanja energije na svetu, njihov delež v novih namestitvah za shranjevanje energije pa bo ostal visok.

Longrun-energy se osredotoča na področje shranjevanja energije in integrira bazo storitev dobavne verige energije, da bi zagotovil rešitve za shranjevanje energije za gospodinjstva, industrijo in komercialne scenarije, vključno z načrtovanjem, usposabljanjem za montažo, tržnimi rešitvami, nadzorom stroškov, upravljanjem, delovanjem in vzdrževanjem itd. Z dolgoletnim sodelovanjem z znanimi proizvajalci baterij in proizvajalci razsmernikov smo povzeli tehnološke in razvojne izkušnje za izgradnjo integrirane baze storitev dobavne verige.