Enerji depolama bataryalarının avantajları nelerdir?

Çin'in enerji depolama endüstrisinin teknik yolu – elektrokimyasal enerji depolama: Şu anda, lityum pillerin yaygın katot malzemeleri esas olarak lityum kobalt oksit (LCO), lityum manganez oksit (LMO), lityum demir fosfat (LFP) ve üçlü malzemeleri içermektedir. Lityum kobaltat, yüksek voltaj, yüksek sıkıştırma yoğunluğu, kararlı yapı ve iyi güvenlik özelliklerine sahip ilk ticarileştirilmiş katot malzemesidir, ancak yüksek maliyetli ve düşük kapasitelidir. Lityum manganat düşük maliyetli ve yüksek voltajlıdır, ancak çevrim performansı zayıftır ve kapasitesi de düşüktür. Üçlü malzemelerin kapasitesi ve maliyeti, nikel, kobalt ve manganez içeriğine (NCA'ya ek olarak) göre değişir. Genel enerji yoğunluğu, lityum demir fosfat ve lityum kobaltattan daha yüksektir. Lityum demir fosfat düşük maliyetli, iyi çevrim performansı ve iyi güvenlik özelliklerine sahiptir, ancak voltaj platformu düşük ve sıkıştırma yoğunluğu düşüktür, bu da düşük genel enerji yoğunluğuna neden olur. Şu anda, enerji sektöründe üçlü malzemeler ve lityum demir baskınken, tüketim sektöründe daha çok lityum kobalt kullanılmaktadır. Negatif elektrot malzemeleri karbon malzemeler ve karbon dışı malzemeler olarak ikiye ayrılabilir: karbon malzemeler arasında yapay grafit, doğal grafit, mezofaz karbon mikroküreler, yumuşak karbon, sert karbon vb. bulunur; karbon dışı malzemeler arasında lityum titanat, silikon bazlı malzemeler, kalay bazlı malzemeler vb. bulunur. Doğal grafit ve yapay grafit şu anda en yaygın kullanılanlardır. Doğal grafit maliyet ve özgül kapasite açısından avantajlara sahip olsa da, çevrim ömrü düşüktür ve tutarlılığı zayıftır; ancak yapay grafitin özellikleri nispeten dengelidir, mükemmel dolaşım performansı ve elektrolit ile iyi uyumluluğu vardır. Yapay grafit esas olarak büyük kapasiteli araç güç bataryaları ve üst düzey tüketici lityum bataryaları için kullanılırken, doğal grafit esas olarak küçük lityum bataryalar ve genel amaçlı tüketici lityum bataryaları için kullanılır. Karbon dışı malzemelerdeki silikon bazlı malzemeler hala sürekli araştırma ve geliştirme sürecindedir. Lityum batarya ayırıcıları üretim sürecine göre kuru ayırıcılar ve ıslak ayırıcılar olarak ikiye ayrılabilir ve ıslak ayırıcılarda ıslak membran kaplama ana trend olacaktır. Islak ve kuru işlemlerin kendine özgü avantaj ve dezavantajları vardır. Islak işlemde gözenek boyutu küçük ve homojendir ve film daha incedir, ancak yatırım maliyeti yüksektir, işlem karmaşıktır ve çevre kirliliği fazladır. Kuru işlem nispeten basittir, katma değeri yüksektir ve çevre dostudur, ancak gözenek boyutu ve gözenekliliğin kontrolü zordur ve ürünün inceltilmesi güçtür.

Çin'in enerji depolama endüstrisinin teknik yolu – elektrokimyasal enerji depolama: kurşun asitli batarya (VRLA), elektrotu esas olarak kurşun ve oksitinden, elektroliti ise sülfürik asit çözeltisinden oluşan bir bataryadır. Kurşun asitli bataryanın şarj durumunda, pozitif elektrotun ana bileşeni kurşun dioksit, negatif elektrotun ana bileşeni ise kurşundur; deşarj durumunda ise pozitif ve negatif elektrotların ana bileşenleri kurşun sülfattır. Kurşun asitli bataryanın çalışma prensibi, pozitif ve negatif aktif maddeler olarak sırasıyla karbondioksit ve süngerimsi metal kurşun, elektrolit olarak ise sülfürik asit çözeltisi kullanan bir batarya türü olmasıdır. Kurşun-asit bataryaların avantajları arasında nispeten olgun bir endüstriyel zincir, güvenli kullanım, basit bakım, düşük maliyet, uzun hizmet ömrü, istikrarlı kalite vb. yer almaktadır. Dezavantajları ise yavaş şarj hızı, düşük enerji yoğunluğu, kısa çevrim ömrü, kirliliğe neden olma olasılığı vb.dir. Kurşun-asit bataryalar, telekomünikasyon, güneş enerjisi sistemleri, elektronik anahtarlama sistemleri, iletişim ekipmanları, küçük yedek güç kaynakları (UPS, ECR, bilgisayar yedekleme sistemleri vb.), acil durum ekipmanları vb. alanlarda yedek güç kaynağı olarak; iletişim ekipmanları, elektrik kontrollü lokomotifler (alıcı araçlar, otomatik taşıma araçları, elektrikli araçlar), mekanik alet marş motorları (akülü matkaplar, elektrikli tornavidalar, elektrikli kızaklar), endüstriyel ekipman/aletler, kameralar vb. alanlarda ise ana güç kaynağı olarak kullanılmaktadır.

Çin'in enerji depolama endüstrisinin teknik yolu – elektrokimyasal enerji depolama: sıvı akışlı batarya ve sodyum kükürt batarya. Sıvı akışlı batarya, çözünebilir elektrik çiftinin inert elektrot üzerindeki elektrokimyasal reaksiyonu yoluyla elektrik depolayabilen ve elektrik deşarj edebilen bir batarya türüdür. Tipik bir sıvı akışlı batarya monomerinin yapısı şunları içerir: pozitif ve negatif elektrotlar; diyafram ve elektrotla çevrili bir elektrot odası; elektrolit tankı, pompa ve boru hattı sistemi. Sıvı akışlı batarya, sıvı aktif maddelerin oksidasyon-indirgeme reaksiyonu yoluyla elektrik enerjisi ve kimyasal enerjinin karşılıklı dönüşümünü gerçekleştirebilen, böylece elektrik enerjisinin depolanmasını ve salınmasını sağlayan bir elektrokimyasal enerji depolama cihazıdır. Sıvı akışlı bataryanın birçok alt türü ve özel sistemi vardır. Şu anda, dünyada derinlemesine incelenen sadece dört çeşit sıvı akışlı batarya sistemi bulunmaktadır: tamamen vanadyum sıvı akışlı batarya, çinko-brom sıvı akışlı batarya, demir-krom sıvı akışlı batarya ve sodyum polisülfit/brom sıvı akışlı batarya. Sodyum-kükürt bataryası, genel ikincil bataryalardan (kurşun-asit bataryası, nikel-kadmiyum bataryası vb.) farklı olarak pozitif elektrot, negatif elektrot, elektrolit, diyafram ve gövdeden oluşur. Sodyum-kükürt bataryası, erimiş elektrot ve katı elektrolitten oluşur. Negatif elektrotun aktif maddesi erimiş metal sodyum, pozitif elektrotun aktif maddesi ise sıvı kükürt ve erimiş sodyum polisülfit tuzudur. Sodyum-kükürt bataryasının anot kısmı sıvı kükürtten, katot kısmı sıvı sodyumdan oluşur ve ortada seramik malzemeden yapılmış beta-alüminyum tüp bulunur. Elektrotun erimiş halde kalması için bataryanın çalışma sıcaklığı 300 °C'nin üzerinde tutulmalıdır. Çin'in enerji depolama endüstrisinin teknik yolu – yakıt hücresi: hidrojen enerji depolama hücresi. Hidrojen yakıt hücresi, hidrojenin kimyasal enerjisini doğrudan elektrik enerjisine dönüştüren bir cihazdır. Temel prensip, hidrojenin yakıt hücresinin anotuna girmesi, katalizörün etkisiyle gaz protonlarına ve elektronlara ayrışması ve oluşan hidrojen protonlarının proton değişim membranından geçerek yakıt hücresinin katotuna ulaşması ve oksijenle birleşerek su oluşturmasıdır. Elektronlar ise harici bir devre üzerinden yakıt hücresinin katotuna ulaşarak akım oluşturur. Esasen, elektrokimyasal reaksiyonla çalışan bir enerji üretim cihazıdır. Küresel enerji depolama sektörünün pazar büyüklüğü - enerji depolama sektörünün yeni kurulu kapasitesi ikiye katlandı - küresel enerji depolama sektörünün pazar büyüklüğü - lityum iyon piller hala enerji depolamanın ana akım biçimidir - lityum iyon piller yüksek enerji yoğunluğu, yüksek dönüşüm verimliliği, hızlı tepki süresi vb. avantajlara sahiptir ve şu anda pompalanabilir depolama hariç kurulu kapasitenin en yüksek oranına sahiptir. Bu bilgiler, EVTank ve Ivy Ekonomi Enstitüsü tarafından ortaklaşa yayınlanan Çin'in lityum iyon pil endüstrisinin gelişimine ilişkin beyaz kağıda (2022) göre verilmiştir. Beyaz kitaptaki verilere göre, 2021 yılında küresel toplam lityum iyon pil sevkiyatı 562,4 GWh olacak ve bu da bir önceki yıla göre %91'lik önemli bir artış anlamına geliyor. Ayrıca, küresel yeni enerji depolama tesislerindeki payı da %90'ı aşacak. Vanadyum akışlı pil, sodyum iyon pil ve basınçlı hava gibi diğer enerji depolama biçimleri de son yıllarda giderek daha fazla ilgi görmeye başlamış olsa da, lityum iyon pil performans, maliyet ve endüstrileşme açısından hala büyük avantajlara sahip. Kısa ve orta vadede, lityum iyon pil dünyada ana enerji depolama biçimi olacak ve yeni enerji depolama tesislerindeki payı yüksek seviyede kalacak.

Longrun-energy, enerji depolama alanına odaklanmakta ve enerji tedarik zinciri hizmet tabanını entegre ederek, ev, sanayi ve ticari senaryolar için tasarım, montaj eğitimi, pazar çözümleri, maliyet kontrolü, yönetim, işletme ve bakım gibi enerji depolama çözümleri sunmaktadır. Tanınmış batarya ve invertör üreticileriyle uzun yıllara dayanan iş birliğimiz sayesinde, entegre bir tedarik zinciri hizmet tabanı oluşturmak için teknoloji ve geliştirme deneyimini bir araya getirdik.