Batterie LiFePO4

La batterie au lithium fer phosphate est une batterie lithium-ion utilisant du lithium fer phosphate (LiFePO4) comme matériau d'électrode positive et du carbone comme matériau d'électrode négative.
Pendant le processus de charge, certains des ions lithium contenus dans le phosphate de fer et de lithium sont extraits, transférés à l'électrode négative via l'électrolyte et intégrés dans le matériau carboné de l'électrode négative ;en même temps, les électrons sont libérés de l'électrode positive et atteignent l'électrode négative depuis le circuit externe pour maintenir l'équilibre de la réaction chimique.Pendant le processus de décharge, les ions lithium sont extraits de l’électrode négative et atteignent l’électrode positive à travers l’électrolyte.Dans le même temps, l’électrode négative libère des électrons et atteint l’électrode positive depuis le circuit externe pour fournir de l’énergie au monde extérieur.
Les batteries LiFePO4 présentent les avantages d'une tension de fonctionnement élevée, d'une densité énergétique élevée, d'une longue durée de vie, de bonnes performances de sécurité, d'un faible taux d'autodécharge et de l'absence d'effet mémoire.
Caractéristiques structurelles de la batterie
Le côté gauche de la batterie au lithium fer phosphate est une électrode positive composée d'un matériau LiFePO4 à structure olivine, qui est reliée à l'électrode positive de la batterie par une feuille d'aluminium.A droite se trouve l'électrode négative de la batterie composée de carbone (graphite), qui est reliée à l'électrode négative de la batterie par une feuille de cuivre.Au milieu se trouve un séparateur polymère, qui sépare l’électrode positive de l’électrode négative, et les ions lithium peuvent traverser le séparateur mais pas les électrons.L'intérieur de la batterie est rempli d'électrolyte et la batterie est hermétiquement fermée par un boîtier métallique.

Caractéristiques de la batterie au lithium fer phosphate
Densité énergétique plus élevée

Selon les rapports, la densité énergétique de la batterie carrée en aluminium au lithium fer phosphate produite en série en 2018 est d'environ 160 Wh/kg.En 2019, certains excellents fabricants de batteries peuvent probablement atteindre le niveau de 175-180Wh/kg.La technologie et la capacité de la puce sont agrandies, ou 185 Wh/kg peuvent être atteints.
bonnes performances en matière de sécurité
Les performances électrochimiques du matériau cathodique de la batterie au lithium fer phosphate sont relativement stables, ce qui détermine qu'elle dispose d'une plate-forme de charge et de décharge stable.Par conséquent, la structure de la batterie ne changera pas pendant le processus de charge et de décharge, et elle ne brûlera pas et n’explosera pas.Il reste très sûr dans des conditions particulières telles que la charge, la compression et l'acupuncture.

Longue durée de vie

La durée de vie du cycle 1C des batteries au lithium fer phosphate atteint généralement 2 000 fois, voire plus de 3 500 fois, tandis que le marché du stockage d'énergie en nécessite plus de 4 000 à 5 000 fois, assurant une durée de vie de 8 à 10 ans, soit supérieure à 1 000 cycles. de batteries ternaires.La durée de vie des batteries au plomb longue durée est d’environ 300 fois.
Application industrielle de la batterie au lithium fer phosphate

Application de l'industrie des véhicules à énergie nouvelle

Le « Plan de développement de l'industrie des véhicules à énergie nouvelle et à économie d'énergie » de mon pays propose que « l'objectif global du développement des véhicules à énergie nouvelle de mon pays est le suivant : d'ici 2020, la production et les ventes cumulées de véhicules à énergie nouvelle atteindront 5 millions d'unités, et la production et les ventes cumulées de véhicules à énergie nouvelle atteindront 5 millions d'unités. L'échelle de l'industrie des véhicules économes en énergie et à énergie nouvelle se classera dans le monde.premier rang".Les batteries au lithium fer phosphate sont largement utilisées dans les voitures particulières, les voitures particulières, les véhicules logistiques, les véhicules électriques à basse vitesse, etc. en raison de leurs avantages de bonne sécurité et de faible coût.Influencées par la politique, les batteries ternaires occupent une position dominante avec l'avantage de la densité énergétique, mais les batteries au lithium fer phosphate occupent toujours des avantages irremplaçables dans les voitures particulières, les véhicules logistiques et d'autres domaines.Dans le domaine des voitures particulières, les batteries au lithium fer phosphate représentaient environ 76 %, 81 %, 78 % des 5e, 6e et 7e lots du « Catalogue des modèles recommandés pour la promotion et l'application des véhicules à énergies nouvelles » (ci-après appelé « Catalogue » en 2018. %, tout en conservant le courant dominant.Dans le domaine des véhicules spéciaux, les batteries au lithium fer phosphate représentaient respectivement environ 30 %, 32 % et 40 % des 5e, 6e et 7e lots du « Catalogue » en 2018, et la proportion d'applications a progressivement augmenté. .
Yang Yusheng, académicien de l'Académie chinoise d'ingénierie, estime que l'utilisation de batteries au lithium fer phosphate sur le marché des véhicules électriques à autonomie étendue peut non seulement améliorer la sécurité des véhicules, mais également soutenir la commercialisation des véhicules électriques à autonomie étendue, éliminer le kilométrage, la sécurité, le prix et le coût des véhicules purement électriques.Anxiété liée à la recharge, problèmes de batterie ultérieurs, etc. Entre 2007 et 2013, de nombreux constructeurs automobiles ont lancé des projets de véhicules purement électriques à autonomie étendue.

Démarrez l'application sur le secteur

En plus des caractéristiques des batteries au lithium de puissance, la batterie de démarrage au lithium fer phosphate a également la capacité de produire instantanément une puissance élevée.La batterie au plomb traditionnelle est remplacée par une batterie au lithium de puissance avec une énergie inférieure à un kilowattheure, et le démarreur et le générateur traditionnels sont remplacés par un moteur BSG., a non seulement la fonction de démarrage et d'arrêt au ralenti, mais a également les fonctions d'arrêt du moteur et de roue libre, de récupération d'énergie de roue libre et de freinage, de booster d'accélération et de croisière électrique.

Applications sur le marché du stockage d'énergie

La batterie LiFePO4 présente une série d'avantages uniques tels qu'une tension de fonctionnement élevée, une densité d'énergie élevée, une longue durée de vie, un faible taux d'autodécharge, aucun effet mémoire, une protection de l'environnement verte, etc., et prend en charge une expansion continue, adaptée à l'électricité à grande échelle. le stockage d'énergie, dans les centrales électriques à énergies renouvelables, a de bonnes perspectives d'application dans les domaines de la connexion sécurisée au réseau de production d'électricité, de la régulation des pointes du réseau électrique, des centrales électriques distribuées, des alimentations UPS et des systèmes d'alimentation de secours.
Selon le dernier rapport sur le stockage d'énergie récemment publié par GTM Research, une organisation internationale d'études de marché, l'application de projets de stockage d'énergie côté réseau en Chine en 2018 a continué d'augmenter la consommation de batteries au lithium fer phosphate.
Avec l'essor du marché du stockage d'énergie, ces dernières années, certaines sociétés de batteries électriques ont déployé des activités de stockage d'énergie pour ouvrir de nouveaux marchés d'applications pour les batteries au lithium fer phosphate.D'une part, en raison des caractéristiques d'une durée de vie ultra longue, d'une utilisation sûre, d'une grande capacité et d'une protection de l'environnement verte, le phosphate de fer et de lithium peut être transféré dans le domaine du stockage d'énergie, ce qui prolongera la chaîne de valeur et favorisera l'établissement de un nouveau modèle économique.D’autre part, le système de stockage d’énergie supportant la batterie au lithium fer phosphate est devenu le choix dominant sur le marché.Selon certaines informations, des batteries au lithium fer phosphate ont été essayées pour être utilisées dans les bus électriques, les camions électriques, ainsi que dans la régulation de fréquence côté utilisateur et côté réseau.
1. La production d’énergie renouvelable telle que la production d’énergie éolienne et la production d’énergie photovoltaïque est connectée en toute sécurité au réseau.Le caractère aléatoire, intermittent et volatile inhérent à la production d’énergie éolienne détermine que son développement à grande échelle aura inévitablement un impact significatif sur l’exploitation sûre du système électrique.Avec le développement rapide de l'industrie de l'énergie éolienne, en particulier la plupart des parcs éoliens de mon pays sont « un développement centralisé à grande échelle et un transport longue distance », la production d'électricité connectée au réseau des parcs éoliens à grande échelle pose de sérieux défis au exploitation et contrôle de grands réseaux électriques.
La production d'énergie photovoltaïque est affectée par la température ambiante, l'intensité de la lumière solaire et les conditions météorologiques, et la production d'énergie photovoltaïque présente les caractéristiques de fluctuations aléatoires.mon pays présente une tendance de développement de « développement décentralisé, accès sur site basse tension » et de « développement à grande échelle, accès moyenne et haute tension », qui met en avant des exigences plus élevées en matière de régulation des pointes du réseau électrique et d'exploitation sûre des systèmes électriques.
Par conséquent, les produits de stockage d’énergie de grande capacité sont devenus un facteur clé pour résoudre la contradiction entre le réseau et la production d’énergie renouvelable.Le système de stockage d'énergie par batterie au lithium fer phosphate présente les caractéristiques d'une conversion rapide des conditions de travail, d'un mode de fonctionnement flexible, d'un rendement élevé, de sécurité et de protection de l'environnement, ainsi que d'une forte évolutivité.Problème de contrôle de tension local, améliore la fiabilité de la production d'énergie renouvelable et améliore la qualité de l'énergie, afin que l'énergie renouvelable puisse devenir une alimentation électrique continue et stable.
Avec l’expansion continue de la capacité et de l’échelle, ainsi que la maturité continue de la technologie intégrée, le coût des systèmes de stockage d’énergie sera encore réduit.Après des tests de sécurité et de fiabilité à long terme, les systèmes de stockage d'énergie par batterie au lithium fer phosphate devraient être utilisés dans les énergies renouvelables telles que l'énergie éolienne et la production d'énergie photovoltaïque.Il a été largement utilisé pour la connexion sécurisée au réseau de production d’énergie et l’amélioration de la qualité de l’énergie.
2 régulations de pointe du réseau électrique.Le principal moyen de régulation des pointes du réseau électrique a toujours été les centrales de pompage-turbinage.Étant donné que la centrale électrique de pompage-turbinage doit construire deux réservoirs, le réservoir supérieur et le réservoir inférieur, qui sont fortement limités par les conditions géographiques, il n'est pas facile de construire dans la plaine, la zone est vaste et le coût de maintenance est élevé.L'utilisation d'un système de stockage d'énergie par batterie au lithium fer phosphate pour remplacer la centrale électrique de pompage-turbinage, pour faire face à la charge de pointe du réseau électrique, non limitée par les conditions géographiques, sélection gratuite du site, moins d'investissement, moins d'occupation du sol, faible coût de maintenance, jouera un rôle important dans le processus de régulation des pointes du réseau électrique.
3 Centrales électriques distribuées.En raison des défauts du grand réseau électrique lui-même, il est difficile de garantir les exigences de qualité, d’efficacité, de sécurité et de fiabilité de l’alimentation électrique.Pour les unités et entreprises importantes, des alimentations doubles, voire multiples, sont souvent nécessaires à des fins de sauvegarde et de protection.Le système de stockage d'énergie par batterie au lithium fer phosphate peut réduire ou éviter les pannes de courant causées par des pannes du réseau électrique et divers événements inattendus, et garantir une alimentation électrique sûre et fiable dans les hôpitaux, les banques, les centres de commande et de contrôle, les centres de traitement de données, les industries de matériaux chimiques et de précision. industries manufacturières.Joue un rôle important.
Alimentation 4 UPS.Le développement continu et rapide de l'économie chinoise a conduit à la décentralisation des besoins des utilisateurs d'alimentations UPS, ce qui a amené davantage d'industries et d'entreprises à avoir une demande continue d'alimentation UPS.
Par rapport aux batteries au plomb, les batteries au lithium fer phosphate présentent les avantages d'une longue durée de vie, de sécurité et de stabilité, d'une protection de l'environnement écologique et d'un faible taux d'autodécharge.sera largement utilisé.

Applications dans d'autres domaines

Les batteries au lithium fer phosphate sont également largement utilisées dans le domaine militaire en raison de leur bonne durée de vie, de leur sécurité, de leurs performances à basse température et d'autres avantages.Le 10 octobre 2018, une entreprise de batteries du Shandong a fait une forte apparition au premier salon des réalisations en matière d'innovation technologique d'intégration militaro-civile de Qingdao et a exposé des produits militaires, notamment des batteries militaires à ultra-basse température de -45 ℃.