Cad é Teicneolaíocht Battery Litiam?

Seasann cadhnraí litiam óna chéile ó cheimiceáin ceallraí eile mar gheall ar a n-dlús ardfhuinnimh agus ar chostas íseal in aghaidh an timthrialla.Mar sin féin, is téarma débhríoch é “ceallraí litiam”.Tá thart ar shé cheimic coitianta de chadhnraí litiam, go léir a bhfuil a gcuid buntáistí agus míbhuntáistí uathúla féin.Maidir le hiarratais fuinnimh in-athnuaite, is é an cheimic is mó Fosfáit Iarainn Litiam (LiFePO4) .Tá sábháilteacht den scoth ag an gceimic seo, le cobhsaíocht theirmeach iontach, rátálacha ard reatha, saolré timthriall fada, agus caoinfhulaingt le mí-úsáid.

Fosfáit Iarainn Litiam (LiFePO4) tá ceimic litiam thar a bheith cobhsaí i gcomparáid le beagnach gach ceimic litiam eile.Tá an ceallraí le chéile le hábhar catóide atá sábháilte go nádúrtha (fosfáit iarainn).I gcomparáid le ceimicí litiam eile, cuireann fosfáit iarainn banna móilíneach láidir chun cinn, a sheasann d'choinníollacha luchtaithe foircneacha, a shíneann an saolré timthriall, agus a chothaíonn sláine ceimiceach thar go leor timthriallta.Is é seo a thugann cobhsaíocht theirmeach iontach, saolré timthriall fada, agus caoinfhulaingt ar mhí-úsáid do na cadhnraí seo. Cadhnraí LiFePO4 nach bhfuil seans maith acu róthéamh, ná ní chuirtear de láimh iad chuig 'rith téite teirmeach' agus mar sin ní dhéanann siad ró-théamh ná adhaint nuair a bhíonn drochláimhseáil dhian orthu nó nuair a bhíonn dálaí timpeallachta crua orthu.

Murab ionann agus luaidhe-aigéad tuilte agus ceimicí ceallraí eile, ní scaoileann cadhnraí litiam gáis chontúirteacha amhail hidrigin agus ocsaigin.Níl aon chontúirt ann ach an oiread go nochtfaí leictrilítí loiscneacha amhail aigéad sulfarach nó hiodrocsaíd photaisiam.I bhformhór na gcásanna, is féidir na cadhnraí seo a stóráil i limistéir theoranta gan baol pléasctha agus níor cheart go mbeadh gá le fuarú nó aeráil ghníomhach le córas atá deartha i gceart.

Is cóimeáil iad cadhnraí litiam atá comhdhéanta de go leor cealla, cosúil le cadhnraí luaidhe-aigéad agus go leor cineálacha ceallraí eile.Tá voltas ainmniúil 2V/cill ag cadhnraí luaidhe-aigéid, ach tá voltas ainmniúil de 3.2V ag cealla ceallraí litiam.Mar sin, chun ceallraí 12V a bhaint amach beidh ceithre chill ceangailte i sraith de ghnáth.Déanfaidh sé seo an voltas ainmniúil de a LiFePO4 12.8V .Déanann ocht gceall atá ceangailte i sraith a Ceallraí 24V le voltas ainmniúil de 25.6V agus déanann sé cealla déag atá ceangailte i sraith a Ceallraí 48V le voltas ainmniúil de 51.2V.Oibríonn na voltais seo go han-mhaith le do chuid tipiciúil Inverters 12V, 24V, agus 48V .

Is minic a úsáidtear cadhnraí litiam chun cadhnraí luaidhe-aigéad a athsholáthar go díreach toisc go bhfuil voltais luchtaithe an-chosúil acu.A cheithre cill Ceallraí LiFePO4 (12.8V), de ghnáth beidh uasvoltas muirir idir 14.4-14.6V (ag brath ar mholtaí an déantóra).Is é an rud atá uathúil do cheallraí litiam ná nach gá muirear ionsúcháin a bheith aige nó é a choinneáil i stát voltas tairiseach ar feadh tréimhsí suntasacha ama.De ghnáth, nuair a shroicheann an ceallraí an voltas muirir uasta ní gá é a mhuirearú a thuilleadh.Tá tréithe urscaoilte cadhnraí LiFePO4 uathúil freisin.Le linn urscaoilte, coimeádfaidh cadhnraí litiam voltas i bhfad níos airde ná mar a bheadh ​​cadhnraí luaidhe-aigéad faoi ualach de ghnáth.Níl sé neamhchoitianta do cheallraí litiam ach cúpla deichiú de bholta a ísliú ó mhuirear iomlán go 75% urscaoilte.Is féidir é seo a dhéanamh Tá sé deacair a insint cé mhéad acmhainne a úsáideadh gan trealamh monatóireachta ceallraí.

Buntáiste suntasach de litiam thar cadhnraí luaidhe-aigéad é nach bhfuil siad ag fulaingt ó rothaíocht easnamh.Go bunúsach, seo é nuair nach féidir na cadhnraí a luchtú go hiomlán sula scaoiltear amach arís an lá dár gcionn.Is fadhb an-mhór é seo maidir le cadhnraí luaidhe-aigéad agus féadann sé díghrádú pláta suntasach a chur chun cinn má dhéantar timthriallta arís agus arís eile ar an mbealach seo.Ní gá cadhnraí LiFePO4 a mhuirearú go hiomlán go rialta.Go deimhin, is féidir an t-ionchas saoil iomlán a fheabhsú beagán le muirear beag páirteach in ionad muirear iomlán.

Is fachtóir an-tábhachtach é éifeachtúlacht nuair a bhíonn córais gréine leictreacha á ndearadh.Tá éifeachtacht turas cruinn (ó iomlán go marbh agus ar ais go dtí iomlán) na ceallraí meán-aigéad luaidhe thart ar 80%.Is féidir le ceimicí eile a bheith níos measa fós.Tá éifeachtacht fuinnimh turas cruinn ceallraí Fosfáite Iarainn Litiam os cionn 95-98%.Is feabhas suntasach é seo amháin do chórais a bhfuil easpa cumhachta gréine orthu i rith an gheimhridh, is féidir leis an coigilteas breosla ó mhuirearú gineadóra a bheith iontach.Tá céim muirear ionsú na gcadhnraí luaidhe-aigéad go háirithe mí-éifeachtach, rud a fhágann go bhfuil éifeachtúlacht 50% nó fiú níos lú.Ós rud é nach muirear ionsúcháin cadhnraí litiam, is féidir an t-am muirir ó urscaoileadh go hiomlán go hiomlán a bheith chomh beag le dhá uair an chloig.Tá sé tábhachtach a thabhairt faoi deara freisin gur féidir le ceallraí litiam urscaoileadh beagnach iomlán mar atá rátáilte gan éifeachtaí díobhálacha suntasacha.Tá sé tábhachtach, áfach, a chinntiú nach ndéanann na cealla aonair ró-urscaoileadh.Is é seo post an chomhtháite Córas Bainistíochta Ceallraí (BMS) .

Is ábhar imní mór é sábháilteacht agus iontaofacht cadhnraí litiam, dá bhrí sin ba cheart go mbeadh comhtháthú ag gach tionóil Córas Bainistíochta Ceallraí (BMS) .Is córas é an BMS a dhéanann monatóireacht, meastóireacht, cothromaíocht agus cosaint ar chealla ó oibriú lasmuigh den “Limistéar Oibriúcháin Sábháilte”.Is comhpháirt riachtanach sábháilteachta é an BMS de chóras ceallraí litiam, a dhéanann monatóireacht agus cosaint ar na cealla laistigh den cheallraí i gcoinne ró-srutha, faoi/ró-voltais, faoi/os cionn teochta agus go leor eile.Déanfar damáiste buan do chill LiFePO4 má thiteann voltas na cille riamh go dtí níos lú ná 2.5V, déanfar damáiste buan dó freisin má mhéadaíonn voltas na cille go dtí níos mó ná 4.2V.Déanann an BMS monatóireacht ar gach cill agus seachnóidh sé damáiste do na cealla i gcás róvoltais/ róvoltais.

Freagracht riachtanach eile atá ag an BMS ná an pacáiste a chothromú le linn muirir, ag ráthú go bhfaighidh gach cill muirear iomlán gan ró-mhuirearú.Ní chothromóidh cealla ceallraí LiFePO4 go huathoibríoch ag deireadh an timthriall muirir.Tá éagsúlachtaí beaga sa impedance trí na cealla agus mar sin níl aon chill 100% comhionann.Dá bhrí sin, nuair a bhíonn siad ag rothaíocht, déanfar roinnt cealla a mhuirearú nó a urscaoileadh go hiomlán níos luaithe ná daoine eile.Méadóidh an t-éagsúlacht idir cealla go suntasach le himeacht ama mura bhfuil na cealla cothrom.

I cadhnraí luaidhe-aigéad , leanfaidh an sruth ar aghaidh ag sreabhadh fiú nuair a bhíonn ceann amháin nó níos mó de na cealla á mhuirearú go hiomlán.Is toradh é seo ar an leictrealú atá ar siúl laistigh den cheallraí, scoilteadh an t-uisce ina hidrigin agus ocsaigin.Cuidíonn an sruth seo le cealla eile a mhuirearú go hiomlán, agus mar sin déantar an muirear ar na cealla go léir a chothromú go nádúrtha.Mar sin féin, beidh friotaíocht an-ard ag cill litiam lán-mhuirear agus is beag sruth a bheidh ag sreabhadh.Dá bhrí sin ní bheidh na cealla lagaithe luchtaithe go hiomlán.Nuair a bheidh an BMS á chothromú cuirfear ualach beag ar na cealla lánluchtaithe, rud a chuirfidh cosc ​​air rómhuirearú agus ligean do na cealla eile teacht suas.

Tugann cadhnraí litiam go leor buntáistí thar cheimiceáin ceallraí eile.Is réiteach ceallraí atá sábháilte agus iontaofa iad, gan aon eagla roimh rith teirmeach agus/nó meathlú tubaisteach, rud atá ina fhéidearthacht shuntasach ó chineálacha ceallraí litiam eile.Tairgeann na cadhnraí seo saolré rothaíochta thar a bheith fada, agus tá roinnt déantúsóirí fiú ag barántas cadhnraí ar feadh suas le 10,000 timthriall.Le rátaí arda urscaoilte agus athluchtaithe os cionn C/2 leanúnach agus éifeachtacht turas cruinn suas le 98%, ní haon ionadh go bhfuil tarraingt ag na cadhnraí seo laistigh den tionscal. Fosfáit Iarainn Litiam (LiFePO4) is foirfe réiteach stórála fuinnimh .