Які переваги акумуляторів для зберігання енергії?

Технічний шлях розвитку індустрії накопичення енергії в Китаї – електрохімічне накопичення енергії: Наразі загальні катодні матеріали літієвих акумуляторів включають переважно оксид літію кобальту (LCO), оксид літію марганцю (LMO), фосфат літію заліза (LFP) та потрійні матеріали. Кобальтат літію – це перший комерційний катодний матеріал з високою напругою, високою щільністю розряду, стабільною структурою та хорошою безпекою, але високою вартістю та низькою ємністю. Манганат літію має низьку вартість та високу напругу, але його циклічні характеристики низькі, а ємність також низька. Ємність та вартість потрійних матеріалів варіюються залежно від вмісту нікелю, кобальту та марганцю (на додаток до NCA). Загальна щільність енергії вища, ніж у фосфату літію заліза та кобальтату літію. Фосфат літію заліза має низьку вартість, хороші циклічні характеристики та хорошу безпеку, але його платформа напруги низька, а щільність ущільнення низька, що призводить до низької загальної щільності енергії. Наразі в енергетичному секторі переважають потрійні та літій залізні матеріали, тоді як у секторі споживання більше літію кобальту. Матеріали негативних електродів можна розділити на вуглецеві та невуглецеві: до вуглецевих матеріалів належать штучний графіт, природний графіт, мезофазні вуглецеві мікросфери, м'який вуглець, твердий вуглець тощо; до невуглецевих матеріалів належать титанат літію, матеріали на основі кремнію, матеріали на основі олова тощо. Природний та штучний графіт наразі є найбільш широко використовуваними. Хоча природний графіт має переваги у вартості та питомій ємності, його термін служби низький, а консистенція погана; проте властивості штучного графіту відносно збалансовані, з відмінною циркуляційною здатністю та хорошою сумісністю з електролітом. Штучний графіт в основному використовується для великоємних автомобільних акумуляторів та високопродуктивних споживчих літієвих акумуляторів, тоді як природний графіт в основному використовується для невеликих літієвих акумуляторів та споживчих літієвих акумуляторів загального призначення. Кремнієві матеріали в невуглецевих матеріалах все ще перебувають у процесі постійних досліджень та розробок. Сепаратори літієвих акумуляторів можна розділити на сухі та вологі сепаратори відповідно до виробничого процесу, і основною тенденцією буде вологе мембранне покриття у вологому сепараторі. Мокрий та сухий процеси мають свої переваги та недоліки. Мокрий процес має малий та рівномірний розмір пор і тоншу плівку, але інвестиції великі, процес складний, а забруднення навколишнього середовища велике. Сухий процес відносно простий, має високу додану вартість та екологічно чистий, але розмір пор та пористість важко контролювати, а продукт важко розріджувати.

Технічний шлях розвитку китайської індустрії накопичення енергії – електрохімічне накопичення енергії: свинцево-кислотний акумулятор (VRLA) – це акумулятор, електрод якого в основному виготовлений зі свинцю та його оксиду, а електролітом є розчин сірчаної кислоти. У стані заряду свинцево-кислотного акумулятора основним компонентом позитивного електрода є діоксид свинцю, а основним компонентом негативного електрода – свинець; у стані розряду основними компонентами позитивного та негативного електродів є сульфат свинцю. Принцип роботи свинцево-кислотного акумулятора полягає в тому, що свинцево-кислотний акумулятор – це тип акумулятора з вуглекислим газом та губчастим металевим свинцем як позитивними та негативними активними речовинами відповідно, а розчином сірчаної кислоти як електролітом. Перевагами свинцево-кислотних акумуляторів є відносно зрілий промисловий ланцюг, безпечне використання, просте обслуговування, низька вартість, тривалий термін служби, стабільна якість тощо. Недоліками є повільна швидкість заряджання, низька щільність енергії, короткий цикл, легке забруднення тощо. Свинцево-кислотні акумулятори використовуються як резервні джерела живлення в телекомунікаціях, системах сонячної енергії, електронних комутаційних системах, комунікаційному обладнанні, невеликих резервних джерелах живлення (ДБЖ, ЕКР, комп'ютерні системи резервного копіювання тощо), аварійному обладнанні тощо, а також як основні джерела живлення в комунікаційному обладнанні, електричних локомотивах керування (транспортні засоби для придбання, автоматичні транспортні засоби, електромобілі), механічних пускачах інструментів (акумуляторні дрилі, електроприводи, електричні сани), промисловому обладнанні/інструментах, камерах тощо.

Технічний шлях розвитку китайської індустрії накопичення енергії – електрохімічне накопичення енергії: рідинні проточні акумулятори та натрієво-сірчані акумулятори – це тип акумуляторів, які можуть накопичувати та розряджати електроенергію шляхом електрохімічної реакції розчинної електричної пари на інертному електроді. Структура типового мономеру рідинного проточного акумулятора включає: позитивний та негативний електроди; камеру електрода, оточену діафрагмою та електродом; резервуар для електроліту, насос та систему трубопроводів. Рідинний проточний акумулятор – це електрохімічний пристрій накопичення енергії, який може здійснювати взаємне перетворення електричної та хімічної енергії шляхом окислювально-відновної реакції рідких активних речовин, таким чином реалізуючи накопичення та вивільнення електричної енергії. Існує багато підрозділів та специфічних систем рідинних проточних акумуляторів. Наразі у світі існує лише чотири типи систем рідинних проточних акумуляторів, які дійсно глибоко вивчені, включаючи повністю ванадієві рідинні проточні акумулятори, цинк-бромні рідинні проточні акумулятори, залізо-хромові рідинні проточні акумулятори та рідинні проточні акумулятори на основі полісульфіду натрію/брому. Натрій-сірчаний акумулятор складається з позитивного електрода, негативного електрода, електроліту, діафрагми та оболонки, що відрізняється від загальних вторинних акумуляторів (свинцево-кислотних акумуляторів, нікель-кадмієвих акумуляторів тощо). Натрій-сірчаний акумулятор складається з розплавленого електрода та твердого електроліту. Активною речовиною негативного електрода є розплавлений металевий натрій, а активною речовиною позитивного електрода є рідка сірка та розплавлена ​​сіль полісульфіду натрію. Анод натрій-сірчаного акумулятора складається з рідкої сірки, катод - з рідкого натрію, а бета-алюмінієва трубка з керамічного матеріалу розділена посередині. Робоча температура акумулятора повинна підтримуватися вище 300°C, щоб електрод залишався в розплавленому стані. Технічний шлях китайської промисловості накопичення енергії - паливні елементи: водневий паливний елемент - це пристрій, який безпосередньо перетворює хімічну енергію водню на електричну енергію. Основний принцип полягає в тому, що водень потрапляє на анод паливного елемента, розкладається на газові протони та електрони під дією каталізатора, а утворені протони водню проходять через мембрану протонного обміну, щоб досягти катода паливного елемента та з'єднуватися з киснем, утворюючи воду. Електрони досягають катода паливного елемента через зовнішнє коло, утворюючи струм. По суті, це пристрій для генерації енергії на основі електрохімічної реакції. Розмір ринку світової індустрії накопичення енергії — нова встановлена ​​потужність індустрії накопичення енергії подвоїлася — розмір ринку світової індустрії накопичення енергії — літій-іонні акумулятори все ще залишаються основною формою накопичення енергії — літій-іонні акумулятори мають переваги високої щільності енергії, високої ефективності перетворення, швидкої реакції тощо, і наразі складають найвищу частку встановленої потужності, за винятком гідроакумулюючих електростанцій. Згідно з білою книгою про розвиток індустрії літій-іонних акумуляторів у Китаї (2022), спільно опублікованою EVTank та Інститутом економіки Ivy. Згідно з даними, зазначеними в офіційному документі, у 2021 році загальний обсяг світових поставок літій-іонних акумуляторів становитиме 562,4 ГВт·год, що на 91% більше, ніж у попередньому році, а їхня частка в нових світових установках накопичення енергії також перевищить 90%. Хоча інші форми накопичення енергії, такі як ванадієві проточні акумулятори, натрій-іонні акумулятори та акумулятори зі стисненим повітрям, також почали привертати все більше уваги в останні роки, літій-іонні акумулятори все ще мають великі переваги з точки зору продуктивності, вартості та індустріалізації. У короткостроковій та середньостроковій перспективі літій-іонні акумулятори будуть основною формою накопичення енергії у світі, а їхня частка в нових установках накопичення енергії залишатиметься на високому рівні.

Longrun-energy спеціалізується на сфері накопичення енергії та інтегрує базу послуг ланцюга постачання енергії, щоб надавати рішення для накопичення енергії для побутових, промислових та комерційних сценаріїв, включаючи проектування, навчання складанню, ринкові рішення, контроль витрат, управління, експлуатацію та обслуговування тощо. Завдяки багаторічній співпраці з відомими виробниками акумуляторів та інверторів, ми узагальнили досвід технологій та розробок для створення інтегрованої бази послуг ланцюга постачання.