แบตเตอรี่เก็บพลังงานมีข้อดีอย่างไรบ้าง?

เส้นทางเทคโนโลยีของอุตสาหกรรมการจัดเก็บพลังงานของจีน – การจัดเก็บพลังงานไฟฟ้าเคมี: ปัจจุบัน วัสดุแคโทดที่ใช้กันทั่วไปในแบตเตอรี่ลิเธียมส่วนใหญ่ ได้แก่ ลิเธียมโคบอลต์ออกไซด์ (LCO) ลิเธียมแมงกานีสออกไซด์ (LMO) ลิเธียมเหล็กฟอสเฟต (LFP) และวัสดุผสมสามองค์ประกอบ ลิเธียมโคบอลต์เป็นวัสดุแคโทดเชิงพาณิชย์ชนิดแรกที่มีแรงดันสูง ความหนาแน่นสูง โครงสร้างเสถียร และความปลอดภัยดี แต่มีต้นทุนสูงและมีความจุต่ำ ลิเธียมแมงกานีสมีต้นทุนต่ำและแรงดันสูง แต่ประสิทธิภาพการใช้งานไม่ดีและมีความจุต่ำเช่นกัน ความจุและต้นทุนของวัสดุผสมสามองค์ประกอบจะแตกต่างกันไปตามปริมาณของนิกเกล โคบอลต์ และแมงกานีส (นอกเหนือจาก NCA) ความหนาแน่นพลังงานโดยรวมสูงกว่าลิเธียมเหล็กฟอสเฟตและลิเธียมโคบอลต์ ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตมีต้นทุนต่ำ ประสิทธิภาพการใช้งานดี และความปลอดภัยดี แต่แรงดันไฟต่ำและความหนาแน่นต่ำ ส่งผลให้ความหนาแน่นพลังงานโดยรวมต่ำ ปัจจุบันภาคพลังงานถูกครอบงำโดยวัสดุผสมสามองค์ประกอบและลิเธียมเหล็ก ในขณะที่ภาคการบริโภคส่วนใหญ่เป็นลิเธียมโคบอลต์ วัสดุขั้วลบสามารถแบ่งออกเป็นวัสดุคาร์บอนและวัสดุที่ไม่ใช่คาร์บอน: วัสดุคาร์บอน ได้แก่ กราไฟต์สังเคราะห์ กราไฟต์ธรรมชาติ ไมโครสเฟียร์คาร์บอนเมโซเฟส คาร์บอนอ่อน คาร์บอนแข็ง เป็นต้น วัสดุที่ไม่ใช่คาร์บอน ได้แก่ ลิเธียมไททาเนต วัสดุที่ใช้ซิลิคอน วัสดุที่ใช้ดีบุก เป็นต้น ปัจจุบันกราไฟต์ธรรมชาติและกราไฟต์สังเคราะห์เป็นวัสดุที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุด แม้ว่ากราไฟต์ธรรมชาติจะมีข้อดีในด้านต้นทุนและความจุจำเพาะ แต่มีอายุการใช้งานต่ำและความสม่ำเสมอไม่ดี อย่างไรก็ตาม คุณสมบัติของกราไฟต์สังเคราะห์ค่อนข้างสมดุล มีประสิทธิภาพการไหลเวียนที่ดีเยี่ยมและเข้ากันได้ดีกับอิเล็กโทรไลต์ กราไฟต์สังเคราะห์ส่วนใหญ่ใช้สำหรับแบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้าความจุสูงและแบตเตอรี่ลิเธียมสำหรับผู้บริโภคระดับไฮเอนด์ ในขณะที่กราไฟต์ธรรมชาติส่วนใหญ่ใช้สำหรับแบตเตอรี่ลิเธียมขนาดเล็กและแบตเตอรี่ลิเธียมสำหรับผู้บริโภคทั่วไป วัสดุที่ใช้ซิลิคอนในกลุ่มวัสดุที่ไม่ใช่คาร์บอนยังอยู่ในกระบวนการวิจัยและพัฒนาอย่างต่อเนื่อง แผ่นกั้นแบตเตอรี่ลิเธียมสามารถแบ่งออกเป็นแผ่นกั้นแบบแห้งและแผ่นกั้นแบบเปียกตามกระบวนการผลิต และการเคลือบเมมเบรนแบบเปียกในแผ่นกั้นแบบเปียกจะเป็นแนวโน้มหลัก กระบวนการผลิตแบบเปียกและแบบแห้งต่างก็มีข้อดีและข้อเสีย กระบวนการผลิตแบบเปียกให้ขนาดรูพรุนเล็กและสม่ำเสมอ และฟิล์มบางกว่า แต่การลงทุนสูง กระบวนการซับซ้อน และก่อให้เกิดมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อมมาก ส่วนกระบวนการผลิตแบบแห้งนั้นค่อนข้างง่าย มีมูลค่าเพิ่มสูง และเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม แต่ขนาดรูพรุนและความพรุนควบคุมได้ยาก และผลิตภัณฑ์ก็ยากที่จะทำให้บางลง

เส้นทางเทคโนโลยีของอุตสาหกรรมการจัดเก็บพลังงานของจีน – การจัดเก็บพลังงานไฟฟ้าเคมี: แบตเตอรี่ตะกั่วกรด แบตเตอรี่ตะกั่วกรด (VRLA) เป็นแบตเตอรี่ที่มีขั้วไฟฟ้าส่วนใหญ่ทำจากตะกั่วและออกไซด์ของตะกั่ว และมีสารละลายกรดซัลฟิวริกเป็นอิเล็กโทรไลต์ ในสภาวะการชาร์จ แบตเตอรี่ตะกั่วกรดจะมีส่วนประกอบหลักของขั้วบวกคือตะกั่วไดออกไซด์ และส่วนประกอบหลักของขั้วลบคือตะกั่ว ในสภาวะการคายประจุ ส่วนประกอบหลักของขั้วบวกและขั้วลบคือตะกั่วซัลเฟต หลักการทำงานของแบตเตอรี่ตะกั่วกรดคือ แบตเตอรี่ตะกั่วกรดเป็นแบตเตอรี่ชนิดหนึ่งที่มีคาร์บอนไดออกไซด์และตะกั่วโลหะเป็นสารออกฤทธิ์ขั้วบวกและขั้วลบตามลำดับ และมีสารละลายกรดซัลฟิวริกเป็นอิเล็กโทรไลต์ ข้อดีของแบตเตอรี่ตะกั่วกรด ได้แก่ ห่วงโซ่อุตสาหกรรมที่ค่อนข้างสมบูรณ์ การใช้งานที่ปลอดภัย การบำรุงรักษาง่าย ต้นทุนต่ำ อายุการใช้งานยาวนาน คุณภาพคงที่ ฯลฯ ส่วนข้อเสีย ได้แก่ ความเร็วในการชาร์จช้า ความหนาแน่นของพลังงานต่ำ อายุการใช้งานสั้น และก่อให้เกิดมลพิษได้ง่าย ฯลฯ แบตเตอรี่ตะกั่วกรดใช้เป็นแหล่งจ่ายไฟสำรองในระบบโทรคมนาคม ระบบพลังงานแสงอาทิตย์ ระบบสวิตช์อิเล็กทรอนิกส์ อุปกรณ์สื่อสาร แหล่งจ่ายไฟสำรองขนาดเล็ก (UPS, ECR, ระบบสำรองไฟคอมพิวเตอร์ ฯลฯ) อุปกรณ์ฉุกเฉิน ฯลฯ และใช้เป็นแหล่งจ่ายไฟหลักในอุปกรณ์สื่อสาร รถจักรไฟฟ้า (รถขนส่งสินค้า รถขนส่งอัตโนมัติ รถยนต์ไฟฟ้า) เครื่องสตาร์ทเครื่องมือกล (สว่านไร้สาย ไขควงไฟฟ้า ค้อนไฟฟ้า) อุปกรณ์/เครื่องมืออุตสาหกรรม กล้องถ่ายรูป ฯลฯ

เส้นทางเทคโนโลยีของอุตสาหกรรมการจัดเก็บพลังงานของจีน – การจัดเก็บพลังงานไฟฟ้าเคมี: แบตเตอรี่แบบไหลของเหลวและแบตเตอรี่โซเดียมซัลเฟอร์ แบตเตอรี่แบบไหลของเหลวเป็นแบตเตอรี่ชนิดหนึ่งที่สามารถจัดเก็บและปล่อยกระแสไฟฟ้าได้ผ่านปฏิกิริยาไฟฟ้าเคมีของคู่ประจุที่ละลายได้บนอิเล็กโทรดเฉื่อย โครงสร้างของแบตเตอรี่แบบไหลของเหลวทั่วไปประกอบด้วย: อิเล็กโทรดบวกและลบ; ห้องอิเล็กโทรดที่ล้อมรอบด้วยไดอะแฟรมและอิเล็กโทรด; ถังอิเล็กโทรไลต์ ปั๊ม และระบบท่อ แบตเตอรี่แบบไหลของเหลวเป็นอุปกรณ์จัดเก็บพลังงานไฟฟ้าเคมีที่สามารถแปลงพลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานเคมีได้ผ่านปฏิกิริยาออกซิเดชัน-รีดักชันของสารออกฤทธิ์ที่เป็นของเหลว จึงทำให้สามารถจัดเก็บและปล่อยพลังงานไฟฟ้าได้ มีแบตเตอรี่แบบไหลของเหลวหลายประเภทและระบบเฉพาะ ปัจจุบัน มีเพียงสี่ชนิดของระบบแบตเตอรี่แบบไหลของเหลวที่ได้รับการศึกษาอย่างลึกซึ้งในโลก ได้แก่ แบตเตอรี่แบบไหลของเหลววานาเดียมทั้งหมด แบตเตอรี่แบบไหลของเหลวสังกะสี-โบรมีน แบตเตอรี่แบบไหลของเหลวเหล็ก-โครเมียม และแบตเตอรี่แบบไหลของเหลวโซเดียมโพลีซัลไฟด์/โบรมีน แบตเตอรี่โซเดียม-ซัลเฟอร์ประกอบด้วยขั้วบวก ขั้วลบ สารละลายอิเล็กโทรไลต์ แผ่นไดอะแฟรม และเปลือก ซึ่งแตกต่างจากแบตเตอรี่ชาร์จซ้ำทั่วไป (แบตเตอรี่ตะกั่วกรด แบตเตอรี่นิกเกล-แคดเมียม เป็นต้น) แบตเตอรี่โซเดียม-ซัลเฟอร์ประกอบด้วยขั้วไฟฟ้าหลอมเหลวและสารละลายอิเล็กโทรไลต์แข็ง สารออกฤทธิ์ของขั้วลบคือโลหะโซเดียมหลอมเหลว และสารออกฤทธิ์ของขั้วบวกคือซัลเฟอร์เหลวและเกลือโซเดียมโพลีซัลไฟด์หลอมเหลว ขั้วบวกของแบตเตอรี่โซเดียม-ซัลเฟอร์ประกอบด้วยซัลเฟอร์เหลว ขั้วลบประกอบด้วยโซเดียมเหลว และมีท่อเบตาอะลูมิเนียมที่ทำจากวัสดุเซรามิกคั่นอยู่ตรงกลาง อุณหภูมิในการทำงานของแบตเตอรี่จะต้องคงไว้ที่สูงกว่า 300 °C เพื่อรักษาสภาพของขั้วไฟฟ้าให้อยู่ในสถานะหลอมเหลว เส้นทางเทคโนโลยีของอุตสาหกรรมการจัดเก็บพลังงานของจีน – เซลล์เชื้อเพลิง: เซลล์จัดเก็บพลังงานไฮโดรเจน เซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจนเป็นอุปกรณ์ที่แปลงพลังงานเคมีของไฮโดรเจนเป็นพลังงานไฟฟ้าโดยตรง หลักการพื้นฐานคือ ไฮโดรเจนเข้าสู่ขั้วบวกของเซลล์เชื้อเพลิง สลายตัวเป็นโปรตอนและอิเล็กตรอนภายใต้การทำงานของตัวเร่งปฏิกิริยา และโปรตอนไฮโดรเจนที่เกิดขึ้นจะผ่านเยื่อแลกเปลี่ยนโปรตอนไปยังขั้วลบของเซลล์เชื้อเพลิงและรวมกับออกซิเจนเพื่อสร้างน้ำ ส่วนอิเล็กตรอนจะไปถึงขั้วลบของเซลล์เชื้อเพลิงผ่านวงจรภายนอกเพื่อสร้างกระแสไฟฟ้า โดยพื้นฐานแล้วมันคืออุปกรณ์ผลิตพลังงานจากปฏิกิริยาเคมีไฟฟ้า ขนาดตลาดของอุตสาหกรรมการจัดเก็บพลังงานทั่วโลก — กำลังการผลิตติดตั้งใหม่ของอุตสาหกรรมการจัดเก็บพลังงานเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า — ขนาดตลาดของอุตสาหกรรมการจัดเก็บพลังงานทั่วโลก — แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนยังคงเป็นรูปแบบหลักของการจัดเก็บพลังงาน — แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนมีข้อดีคือความหนาแน่นของพลังงานสูง ประสิทธิภาพการแปลงสูง การตอบสนองที่รวดเร็ว และอื่นๆ และปัจจุบันมีสัดส่วนกำลังการผลิตติดตั้งสูงสุดรองจากระบบกักเก็บพลังงานแบบสูบน้ำ ตามรายงานฉบับขาวเกี่ยวกับการพัฒนาอุตสาหกรรมแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนของจีน (2022) ที่เผยแพร่ร่วมกันโดย EVTank และ Ivy Institute of Economics จากข้อมูลในรายงานฉบับขาว ระบุว่า ในปี 2021 ยอดการจัดส่งแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนทั่วโลกจะอยู่ที่ 562.4 กิกะวัตต์ชั่วโมง (GWh) เพิ่มขึ้นอย่างมากถึง 91% เมื่อเทียบกับปีก่อนหน้า และส่วนแบ่งในระบบจัดเก็บพลังงานใหม่ทั่วโลกจะเกิน 90% แม้ว่ารูปแบบการจัดเก็บพลังงานอื่นๆ เช่น แบตเตอรี่วานาเดียมฟลูอิด แบตเตอรี่โซเดียมไอออน และอากาศอัด จะเริ่มได้รับความสนใจมากขึ้นในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา แต่แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนก็ยังคงมีข้อได้เปรียบอย่างมากในด้านประสิทธิภาพ ต้นทุน และการผลิตในระดับอุตสาหกรรม ในระยะสั้นและระยะกลาง แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนจะเป็นรูปแบบหลักของการจัดเก็บพลังงานในโลก และสัดส่วนในระบบจัดเก็บพลังงานใหม่จะยังคงอยู่ในระดับสูง

บริษัท Longrun-energy มุ่งเน้นในด้านการจัดเก็บพลังงานและบูรณาการฐานบริการห่วงโซ่อุปทานพลังงาน เพื่อนำเสนอโซลูชันการจัดเก็บพลังงานสำหรับครัวเรือน อุตสาหกรรม และเชิงพาณิชย์ รวมถึงการออกแบบ การฝึกอบรมการประกอบ โซลูชันทางการตลาด การควบคุมต้นทุน การจัดการ การดำเนินงาน และการบำรุงรักษา เป็นต้น ด้วยความร่วมมือกับผู้ผลิตแบตเตอรี่และผู้ผลิตอินเวอร์เตอร์ที่มีชื่อเสียงมายาวนาน เราได้รวบรวมเทคโนโลยีและประสบการณ์การพัฒนาเพื่อสร้างฐานบริการห่วงโซ่อุปทานแบบบูรณาการ