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锂电池分类及应用
凯诺斯(KAYTOS)蓄电池   2019-12-27 17:46:22 作者:SystemMaster 来源: 文字大小:[][][]
1.锂电池分类
1.1金属锂电池
   二氧化锰为正极材料,金属锂或其合金金属为负极材料的电池。
   金属锂电池跟普通干电池的原理一样,它是用金属锂作为电极,通过金属锂的腐蚀或氧化来产生电能。所以金属锂电池为一次性电池不可充电重复使用。
1.2锂离子电池
   锂合金金属氧化物为正极材料,石墨为负极材料电池,通过锂离子的传递来完成充放电。可充电重复使用。
2.锂离子电池介绍
  锂离子电池:是一种二次电池(充电电池),它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。在充放电过程中,Li+ 在两个电极之间往返嵌入和脱嵌:充电时,Li+从正极脱嵌,经过电解质嵌入负极,负极处于富锂状态;放电时则相反。
  (1)正极——活性物质一般为锰酸锂、钴酸锂、镍钴锰酸锂和磷酸铁锂,导电极流体使用电解铝箔。
  (2)隔膜——一种经特殊成型的高分子薄膜,薄膜有微孔结构,可以让锂离子自由通过,而电子不能通过。
  (3)负极——活性物质为石墨,或近似石墨结构的碳,导电集流体使用电解铜箔。
  (4)有机电解液——溶解有六氟磷酸锂的碳酸酯类溶剂,聚合物的则使用凝胶状电解液。
  (5)电池外壳——分为钢壳、铝壳、镀镍铁壳(圆柱电池使用)、铝塑膜(软包装)等,还有电池的盖帽,也是电池的正负极引出端。
3.锂离子电池工作原理
    锂离子电池以碳素材料为负极,以含锂的化合物作正极,没有金属锂存在,只有锂离子,这就是锂离子电池。锂离子电池是指以锂离子嵌入化合物为正极材料电池的总称。锂离子电池的充放电过程,就是锂离子的嵌入和脱嵌过程。在锂离子的嵌入和脱嵌过程中,同时伴随着与锂离子等当量电子的嵌入和脱嵌(习惯上正极用嵌入或脱嵌表示,而负极用插入或脱插表示)。在充放电过程中,锂离子在正、负极之间往返嵌入/脱嵌和插入/脱插,被形象地称为“摇椅电池”。
  当对电池进行充电时,电池的正极上有锂离子生成,生成的锂离子经过电解液运动到负极。而作为负极的碳呈层状结构,它有很多微孔,达到负极的锂离子就嵌入到碳层的微孔中,嵌入的锂离子越多,充电容量越高。同样,当对电池进行放电时(即我们使用电池的过程),嵌在负极碳层中的锂离子脱出,又运动回正极。回正极的锂离子越多,放电容量越高。
  一般锂电池充电电流设定在0.2C至1C之间,电流越大,充电越快,同时电池发热也越大。而且,过大的电流充电,容量不够满,因为电池内部的电化学反应需要时间。
4.锂离子电池分类及用途
4.1动力锂电池
    是指应用在动力驱动系统上的锂电池,比如电动工具锂电池、电动汽车、电动列车、电动自行车、高尔夫球车地质勘探、环境监测、车模、航模、无人机锂电池、自平衡车锂电池等。
4.2储能锂电池
    储能锂电池包主要应用于水力、火力、风力和太阳能电站等储能电源电站、调峰调频电力辅助服务、数码类产品、动力产品、医疗和安防、和UPS电源上等。
5.储能锂电池应用
    储能锂电池的行业应用主要分为四大部分:大型风光储能、火电+储能调频辅助、用户侧储能、通信基站的后备电源。
5.1应用实例
5.1.1大型风光储能:
    针对可再生能源发电的随机性、间歇性和波动性难以控制,在电网薄弱地区容易引起电网电压和频率的不稳定性。故在发电侧建立大型储能电站。
    2018年镇江北山储能电站建设10KV锂电池储能站,总投资约1.2亿,锂电池容量为16MW/32MWh,项目面积3813平米,全预制舱布置。五峰山储能电站总投资约1.8亿,锂电池容量为24MW/48MWh,占地面积大约6000平米。
5.1.2火电+储能调频辅助:
    利用电池储能系统对机组进行AGC辅助调频,显著提高电力系统的调节能力和运行灵活性。
    2018年内蒙古能源发电准大发电有限公司9MW储能系统辅助2台300MW火电机组提供AGC调节的火电储能调频项目正式动工,并处于调试阶段。
5.1.3用户侧储能:
    利用电池储能技术,第一可以保证重要用户用电,第二可以为分时电价用户节省电费,第三可避免闪动影响用电设备。
5.1.4通讯基站的后备电源:
    利用锂电池做后备电源,来解决通讯基站的偏远,不便于维护,空间小,分布多等问题。
5.储能锂电池特点
与铅酸电池相比锂电池具有以下特点:
1.使用安全。完全解决了传统电池安全隐患问题
2.寿命长,循环使用次数高。室温下1C充放电循环2000次,容量保持率80%以上。
3.重量轻。是铅酸电池的1/3-1/2
4.体积小。电池设计可轻量化,是铅酸电池的2/3。
5.大电流放电性能好,可大电流高功率充电。
6.自放电小,无记忆效应。
7.工作温度范围广(-40℃-+70℃)
8.可做成模块式壳体,装置LED监控器。可安装于19英寸标准机柜,也可壁挂安装。
9.并联扩容方便
10.安装方便
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