Ⅰ: סקירה כללית של סוללות ליתיום ברזל פוספט (LiFePO4)
מהי סוללת ליתיום ברזל פוספט（LiFePO4）? סוללת LiFePO4 משתמשת בפוספט ליתיום ברזל כחומר אלקטרודה חיובי. המתח המדורג של סוללת LiFePO4 יחידה הוא 3.2V, ומתח ניתוק הטעינה הוא 3.6V~3.65V. LiFePO4 תומך בהרחבה ומאחסן אנרגיה חשמלית בקנה מידה גדול לאחר יצירת מערכת אחסון אנרגיה. מערכת אחסון האנרגיה של הסוללות LiFePO4 מורכבת מחבילת סוללות LiFePO4, מערכת ניהול סוללות (BMS), מיישר, מהפך, מערכת ניטור מרכזית, שנאי וכו'.
כפי שכולנו יודעים, הפופולריות בשוק ממשיכה לעלות, אשר נקבעת על ידי המאפיינים של סוללת LiFePO4:
1. ביצועי בטיחות טובים, חיי מחזור ארוכים, ללא שריפה וללא פיצוץ בעת טעינת יתר;
2. ביצועים טובים בטמפרטורה גבוהה, טווח טמפרטורת עבודה 20 מעלות ~ 70 מעלות;
3. חיי מחזור ארוכים, גדול או שווה ל-4000 פעמים;
4. טעינה מהירה, עם יכולת טעינה מהירה של 1C-5C, באופן משמעותי
קיצור זמן הטעינה;
5. מתח עבודה גבוה וצפיפות אנרגיה גבוהה
6. שמירה על ירוק וסביבה, ללא חומרים מזיקים, ללא זיהום לסביבה;
7. יתרונות כלכליים משמעותיים, אנרגיה מתחדשת;
Ⅱ: המאפיינים המבניים של סוללת LiFePO4:
1. אלקטרודה חיובית: LiFePO4 עם מבנה אוליבין, האלקטרודה החיובית מחברת רדיד אלומיניום;
2. אלקטרודה שלילית: מורכבת מפחמן או גרפיט; האלקטרודה השלילית מחברת רדיד נחושת.
3. דיאפרגמה: הדיאפרגמה מפרידה בין הסוללה לבין האלקטרודה החיובית; חומר הדיאפרגמה הוא פולימר;
4. אלקטרוליטים: כגון ליתיום הקספלואורופוספט, ליתיום פרכלוראט, ליתיום טטרפלואורבוראט וכו'.
5. אלקטרוליט: אתילן קרבונט, פרופילן קרבונט, דימתיל קרבונט, אתיל בוטיראט, פלואוראתילן קרבונט, ליתיום ביס-אוקסלט בוראט, ליתיום hexafluorophosphate.
6. חומרי בידוד, שסתומי בטיחות, טבעות איטום, קונכיות וכו'.
Ⅲ:עקרון הטעינה והפריקה של סוללת LiFePO4
בקיצור, במהלך תהליך הטעינה, יוני הליתיום Li plus באלקטרודה החיובית LiFePO4 נודדים אל האלקטרודה השלילית דרך מפריד הפולימר; במהלך תהליך הפריקה, יוני הליתיום Li פלוס באלקטרודה השלילית נודדים שוב אל האלקטרודה החיובית דרך המפריד.
עקרון הטעינה: כאשר הסוללה נטענת, יוני ליתיום נודדים מקריסטל LiFePO4 אל פני הגביש. תחת כוח השדה החשמלי, Li plus נכנס לאלקטרוליט, עובר דרך המפריד, ואז נודד אל פני השטח של גביש הגרפיט דרך האלקטרוליט, ואז משתלב לתוך סריג הגרפיט. האלקטרונים זורמים אל אספן רדיד האלומיניום דרך המוליך. עברו דרך הלשונית, הקוטב החיובי, המעגל החיצוני, הקוטב השלילי והקוטב השלילי, זורמים אל אספן נייר הנחושת של הקוטב השלילי. לבסוף, הוא זורם אל האלקטרודה השלילית הגרפיט דרך המוליך כדי לאזן את המטען של האלקטרודה השלילית. לאחר ביטול האינטרקלציה של יוני הליתיום מהליתיום ברזל פוספט, ליתיום ברזל פוספט הופך לפוספט ברזל.
עקרון הפריקה: כאשר הסוללה מתרוקנת, יוני ליתיום מתפרקים מגביש הגרפיט, נכנסים לאלקטרוליט, ואז עוברים דרך המפריד, נודדים אל פני השטח של גביש ליתיום ברזל פוספט דרך האלקטרוליט, ואז מכניסים אותו מחדש לתוך הסריג. של ליתיום ברזל פוספט. אלקטרונים זורמים אל אספן רדיד הנחושת דרך המוליך. וזרמו לאספן רדיד האלומיניום של האלקטרודה החיובית דרך הלשונית, הקוטב השלילי של הסוללה, מעגל חיצוני, קוטב חיובי ומוט חיובי. לאחר מכן זורם אל הקוטב החיובי של ברזל ליתיום פוספט דרך המוליך והמטען החיובי מאוזן. לאחר שיוני הליתיום משתלבים לתוך גביש הברזל פוספט, פוספט הברזל הופך לליתיום ברזל פוספט.
עיקרון טעינה ופריקה
עקרון הטעינה והפריקה של מערכת אחסון אנרגיה בסוללה LiFePO4: בשלב הטעינה, אספקת החשמל לסירוגין או רשת החשמל טוענת את מערכת אחסון האנרגיה. זרם החילופין מתוקן לזרם ישר דרך המיישר כדי לטעון את מודול סוללת אחסון האנרגיה ולאחר מכן לאגור אנרגיה. בשלב הפריקה, מערכת אגירת האנרגיה מתפרקת לרשת או לעומס. כוח ה-DC ממיר למתח AC דרך המהפך. ותפוקת המהפך נשלטת על ידי מערכת הניטור המרכזית, שיכולה לספק תפוקת חשמל יציבה לרשת או לעומס.
