储能技术 第4章 电化学储能..pptx
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第第四四章章电化学储能电化学储能p电化学储能概述p铅酸电池p锂离子电池p液流电池p钠硫电池p液流电池常用电化学储能的对比p电化学储能特性分析p总结与展望4.1电化学储能的概述电化学储能的概述p电化学储能的基本概念电化学储能通过储能电池完成能量储存、释放与管理过程。
储能电池在充电时将外部直流电源连在蓄电池上进行充电,使电能转化成化学能储存起来,放电时再将储存的化学能转换成电能释放出来去驱动外部设备。
p电化学储能的作用电化学储能技术在电力系统中应用广泛,应用于发电、输电、配电、送电等四个环节,主要作用有调峰调频、削峰填谷、平滑新能源波动等。
2014-2021年中国电化学储能累计装机容量及增速电化学储能应用领域及作用2014年2015年2016年2017年2018年2019年2020年2021年01234560501001502000.130.160.270.391.071.713.275.5123.0868.7544.44174.3659.8191.2368.502014-2021年中国电化学储能累计装机容量及增速累计装机规模/(GW)增速/(%)电池储能技术存储能量可以从数秒延伸至数小时,输出功率在额定范围内可调,可以满足电网对功率型储能与能量型储能的应用需求。
部分电池储能技术已经商业化,也有正在从示范走向商业化。
分分类特征特征铅蓄蓄电池池镍氢电池池NAS电池池锂离子离子电池池体体积重量重量(能量密度)(能量密度)循循环寿命寿命温度特性温度特性快速充放快速充放电4.1电化学储能的概述电化学储能的概述部分储能电池特征概述图4.1电化学储能的概述电化学储能的概述p电化学储能技术u能量管理技术将能量管理技术按储能设备类型可分为电化学储能变流器系统(powerconversionsystem,PCS)、电池管理系统(batterymanagementsystem,BMS)和能量管理系统(energymanagementsystem,EMS)。
1.PCSuPCS由DC/AC双向变流器、控制单元等构成。
PCS控制器通过通讯接收后台控制指令,根据功率指令的符号及大小控制变流器对电池进行充电或放电,实现对电网有功功率及无功功率的调节。
uPCS控制器通过控制器局域网络(ControllerAreaNetwork,CAN)接口与BMS通讯,获取电池组状态信息,可实现对电池的保护性充放电,确保电池运行安全。
储能变流器实物图4.1电化学储能的概述电化学储能的概述p电化学储能技术u能量管理技术2.BMSu电池管理系统是一种对储能系统当中的电池进行管理的系统,通过分析电池内部特性,将采集到的电池充放电数据上传至能量管理系统和BMS内部控制系统,进而确定各电池做何动作。
u电池管理系统能够将电池单体和许多电池单体通过串并联组成的电池组进行分层管理,实现有效的告警、保护和均衡管理,使得各电池和电池组达到最佳运行状态。
电池管理系统实物图4.1电化学储能的概述电化学储能的概述p电化学储能技术u能量管理技术3.EMSu能量管理系统是对整个储能系统进行管理的系统,对各储能电站进行协调调度,下发控制命令至子站储能EMS执行。
u储能EMS子站响应储能统一调控主站调度命令并根据储能设备运行状态合理地分配到各电池簇中,实现电池模组和电池簇能量与信息管理的融合。
u能量管理系统主要用于数据采集、网络监控、能量调度和数据分析。
6/46储能系统能量管理平台4.1电化学储能的概述电化学储能的概述p电化学储能技术u电池热管理技术目前研究较多的电池热管理系统有风冷、液冷这两种方式。
自然风冷通过空气本身与电池表面的温度差产生热对流,使得电池产生热量被转移到空气中,实现电池模组及电池箱的散热;强制风冷需要额外安装风机、风扇等外部电力辅助设备,使得外部空气通过风道进入电池模组内,循环流动对电池进行冷却。
液冷散热方式利用液体流动转移电池工作产生的热量,对电池组或电池箱进行散热。
7/46风冷通风方式路线图风冷系统实物图4.2铅酸电池铅酸电池p铅酸电池的原理传统铅酸电池的电极由铅及其氧化物制成,电解液采用硫酸溶液。
放电状态下,正负极的主要成分均为硫酸铅。
放电时,正极的二氧化铅与硫酸反应生成硫酸铅和水,负极的铅与硫酸反应生成硫酸铅;充电时,正极的硫酸铅转化为二氧化铅,负极的硫酸铅转化为铅。
电池正极反应如下:
电池负极反应如下:
电池总反应如下:
8/46铅酸电池充放电流向图铅酸电池结构示意图4.2铅酸电池铅酸电池9/46p铅酸电池的特点u蓄电池安全密封,在正常操作中,电解液不会从电池的端子或外壳中泄露出;u特殊的吸液隔板将酸保持在内,电池内部没有自由酸液,因此电池可放置在任意位置;u电池内压超出正常水平后,密封铅酸蓄电池放出多余气体并重新密封,保证电池内没有多余气体;u由于独一无二的气体复合系统使产生的气体转化成水,故在使用过程中无需加水,维护较为简单;u采用了有抗腐蚀结构的铅钙合金栏板,电池可浮充使用10-15年,使用寿命长;u采用先进的生产工艺和严格的质量控制系统,电池的质量稳定,性能可靠。
铅酸电池组实体图铅酸电池单体实物图电解液4.2铅酸电池铅酸电池10/46指标名称指标名称指标指标(%)(g/L)硫酸含量硫酸含量40154801801.31.1灼烧残渣含量灼烧残渣含量0.020.24铁含量铁含量0.000040.00048砷含量砷含量0.000030.00036氯含量氯含量0.00070.0084硝酸盐含量硝酸盐含量0.00050.0060铜含量铜含量0.0020.024还原高锰酸钾物质还原高锰酸钾物质(以以O计计)0.00080.0100.00320.038外外观观无色、透明无色、透明4.2铅酸电池铅酸电池p铅酸电池工作方式铅酸电池主要工作方式分别为充电放电制和定期浮充制。
充电放电制是指铅酸电池组充电过程与放电过程分别进行的一种工作方式,即先用整流装置给铅酸电池组充满电后,再由铅酸电池的负载供电(放电),然后再充电、再放电的一种循环工作方式。
充电放电制主要用于移动型铅酸电池组。
定期浮充制就是整流设备与铅酸电池组并联并定期轮流向负载供电的一种工作方式。
直流电源部分时间由铅酸电池向负载供电;其他时间由整流设备直接向负载供电的同时,还要向铅酸电池充电(浮充),以补充铅酸电池放电时所消耗的能量以及因局部放电所引起的容量损失。
11/464.2铅酸电池铅酸电池p铅酸电池的充电放电特性铅酸蓄电池充电曲线如图所示,其内部反应如下:
(1)在电池充入电量至70%80%之前,利用整流器的限流特性维持充电电流不变,此过程电池端电压几乎呈直线上升;
(2)当电流的端电压上升至稳压点附近时,由于充电历程已到中后期,所以电化学极化作用已经变小,而电池内阻也明显减少,电池内电流迅速衰减。
(3)当充电至后期,电池电流已明显变小,所以浓差极化作用随之减小。
而电化学极化作用影响又增加,所以电池电流继续衰减,只是衰减速度变慢。
(4)充电末期,充入电池的电流大部分用于维持电池内氧循环,仅极小的电流用于维持活性物质的恢复,因而电池电流稳定不变。
12/46铅酸电池充电曲线图4.2铅酸电池铅酸电池p铅酸电池的充电放电特性不同放电率的铅酸蓄电池放电曲线如图所示,其内部反应如下:
(1)在放电初期,端电压U下降很快,这是因为在放电初期,电动势E明显减小,同时内电阻r的明显减小也使内电阻电压降Ir有较大减小,端电压U也将快速减小。
(2)在放电中期,由于活性物质微孔内的电解液逐渐扩散,其浓度趋于平衡,使电动势E和内电阻r的减小变得缓慢,也使端电压U缓慢减小。
(3)放电后期,端电压的下降将变快,当放电电压下降到终了电压(1.8V)时,蓄电池应立即停止放电,这时,端电压将很快恢复到2.0V左右,如果不立即停止放电,蓄电池的端电压将急剧下降,同时对蓄电池的使用寿命也将产生不利影响。
13/46铅酸电池放电曲线图技术演变电极形态卷绕式铅酸蓄电池是螺旋型结构,采用压延铅合金的方式制造出了很薄的铅箔作为极板基片,将正极板、隔板、负极板交替叠放卷绕在一起。
双极性电极是一面有正极活性物质而另一面有负极活性物质的坚实薄片极板(中间的集流体不能导通溶液)。
相同容量的双极性电池比传统铅酸电池节约铅30%、重量降低20%4.2铅酸电池铅酸电池14/46卷绕式铅酸电池双极性铅酸蓄电池4.2铅酸电池铅酸电池p铅炭电池铅炭电池将具有双电层电容特性的炭材料(C)与海绵铅(Pb)负极进行合并制作成既有电容特性又有电池特性的铅炭双功能复合电极(简称铅炭电极),铅炭复合电极再与PbO2正极匹配组装成铅炭电池。
正极是二氧化铅,负极是铅-炭复合电极,其开路电压和基本电池反应同传统铅酸电池。
铅炭电池兼具铅酸电池与超级电容的特点,大幅改善了传统铅酸电池各方面的性能,其技术特点如表所示:
优势劣势
(1)成本低廉、制造工艺简便
(2)能量成本低(3)工作温度范围宽泛,低温性能好于锂电池无需单体BMS
(1)比功率、比能量偏低充电速率低,满充需要14-16小时
(2)需防止不可逆硫酸盐化(3)循环寿命短,重复深度充放减少电池寿命(4)回收困难,对环境有害15/46铅炭电池结构示意图4.2铅酸电池铅酸电池16/46u铅炭电池的核心是在负极引入活性炭,使电池兼具铅酸电池和超级电容器的优势,能够显著提高铅酸电池的寿命,同时可有效抑制普通铅蓄电池负极不可逆硫酸盐化的问题,使其大电流充放电性能和循环寿命得到显著提升。
u由于铅炭电池在安全性、经济性和循环寿命等方面展现出优异的性能,使其在混合动力电动汽车、可再生能源接入、削峰填谷、智能微电网和需求侧管理等领域得到国内外人士的广泛关注。
铅炭电池组成方式示意图4.2铅酸电池铅酸电池p铅酸电池的应用场景尽管铅酸电池比能量和比功率较低,相对于各类储能电池,铅酸电池以其技术最成熟、性价比高,仍然在储能系统和工业备用电源中占据主导位置。
目前不同类型铅酸电池的应用情况如表所示:
铅酸电池类型应用密封铅酸电池(SLA)小型UPS、应急照明阀控密封铅蓄电池(VRLA)电力储能,通讯、银行、医院、机场的电力备用铅炭电池混合动力汽车、电动自行车、风光发电储能。
铅酸蓄电池由于材料廉价、工艺简单、技术成熟、自放电低和免维护要求等特性,在未来几十年里,依然会在市场中占主导地位,虽然起动用、动力用电池的市场空间可能会有拐点,在近期国家产业发展中仍将占主流地位,中期也将占有一席之地,长期来看,在不需要高重量比能量的用途领域还将继续存在。
17/464.3锂离子电池锂离子电池p锂离子电池的原理锂离子电池是以锂离子为活性离子,充放电时集电器中的锂离子经过电解液在正负极之间脱嵌,将电能储存在嵌入(或插入)锂的化合物电极中的一种储能技术,它主要依靠锂离子在两个电极之间往返游走来工作,是目前能量密度最高的实用二次电池。
电池正极反应如下:
电池负极反应如下:
电池总反应如下:
18/46锂离子电池工作原理示意图锂离子电池正极材料研究现状:
锂离子电池的活性正极材料大多数是含锂的过渡金属化合物,而且以氧化物为主。
按电极材料可划分为钴酸锂、镍酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂、三元锂离子等。
目前已用于锂离子电池规模生产的正极材料为。
材料名称理论比容量(mAh/g)实际比容量(mAh/g)电位平台(V)特点275130-1494性能稳定,高比容量,放电平台平稳274170-1804高比容量,价格较低,热稳定性较差148100-1204低成本,高温循环,存放性能较差4.3锂离子电池锂离子电池19/464.3锂离子电池锂离子电池20/46锂电池依据正极材料的不同可分为:
钴酸锂电池、锰酸锂电池、磷酸铁锂电池、三元锂电池(镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂)等。
三元材料一般是指化学组成为LiNiaXbCocO2的材料,其中X为Mn(锰)时指NCM(镍钴锰酸锂),而X为Al(铝)时指NCA(镍钴铝酸锂)。
三元材料兼顾了镍酸锂的高容量、高电压、锰酸锂的高压高安全性,钴酸锂的良好循环性,同时克服了锰酸锂镍酸锂合成困难且不稳定、钴酸锂成本高的缺点。
充放电倍率高13C,工作温度范围宽-2060,循环寿命长。
锂离子电池生产工艺流程:
4.3锂离子电池锂离子电池21/46整体上可将锂电制造流程划分为前段工序(极片制造)、中段工序(电芯合成)、后段工序(化成封装)。
前段工序的生产目标是完成(正、负)极片的制造。
中段工序的生产目标是完成电芯的制造,不同类型锂电池的中段工序技术路线、产线设备存在差异。
后段工序的生产目标是完成化成封装。
后段工序的意义在于将其激活,经过检测、分选、组装,形成使用安全、性能稳定的锂电池成品。
锂离子电池工艺流程图锂离子电池类型:
4.3锂离子电池锂离子电池22/461、圆柱形锂离子电池4.3锂离子电池锂离子电池u典型圆柱形电池的结构包括:
外壳、盖帽、正极、负极、隔膜、电解液、PTC元件、垫圈、安全阀等。
u圆柱形锂离子电池外壳为电池的负极,盖帽为电池的正极,电池外壳采用镀镍钢板。
23/46圆柱形锂离子电池结构示意图圆柱形锂离子电池国内外地铁发展概况地铁是指在城市中修建的快速、大运量、电力牵引的轨道交通。
列车在全封闭的线路上运行,位于中心城区的线路基本设在地下隧道内,中心城区以外的线路一般设在高架桥或地面上。
世界地铁发展时间轴如图所示。
截至2018年10月,我国已开通地铁的城市有36个,建设中的路线共计242条,规划中的线路数共计76条,运营总里程超过5700km。
世界地铁发展时间轴地铁系统的基本设施组成地下车站车站按线路敷设方式可分为地下车站、地面车站和高架车站,其中地下车站由站厅、站台、设备及管理用房、地面出入口、风道、地面风亭等组成。
地下车站是接送乘客,直接为乘客服务的场所,如图7-2所示。
车站形式主要取决于车站所处的建筑环境、工程规划条件、车站布局和服务功能要求、线路敷设方式、地质条件、结构形式、施工方法等。
典型车站站厅层和站台层的平面示意图分别如图7-3和图7-4所示。
地下车站图7-3站厅层平面示意图图7-4站台层平面示意图地铁系统的基本设施组成地下车站车站站台按布置形式一般可分为岛式、侧式和其他混合式。
岛式和侧式站台平面示意图及横断面结构分别如图7-5和图7-6所示。
图7-5岛式站台a)平面示意图b)横断面结构图7-6侧式站台a)平面示意图b)横断面结构地铁系统的基本设施组成隧道(区间隧道)根据工程和水文地质、地面建筑和周边环境、地下管线和隧道埋深等条件,区间隧道可采用明挖法、矿山法或盾构法等施工,不同的施工方法采用不同的隧道断面结构。
明挖法施工的隧道多采用矩形断面;矿山法施工的隧道一般采用带仰拱的马蹄形断面;盾构法施工的隧道通常采用圆形断面。
各类隧道断面示意图如图7-7所示。
图7-7隧道断面示意图a)明挖断面b)马蹄形断面c)圆形断面地铁系统的基本设施组成隧道(区间隧道)地下车站内通常安装站台门以将行车的轨道区与站台候车区隔开,站台门有半高和全高安全门两种形式,如图7-8和图7-9所示。
由于半高安全门并未将隧道与站台公共区完全分割,会影响站台公共区舒适性且增加空调系统运行能耗,而设置全高安全门的车站可以将车站隧道与站台公共区完全分割,因此全高安全门形式为目前最常见的设置形式。
图7-8半高安全门图7-9全高安全门地铁系统的基本设施组成隧道(车站隧道)大部分时间站台门处于关闭状态,以保证候车乘客的安全、隔断隧道和车站的气流与热量的交换。
区间隧道与车站隧道示意图如图7-10所示。
图7-10区间隧道与车站隧道示意图地铁车站总平面布局地铁地下车站的主体建筑部分一般位于地下,仅有出入口、风亭、电梯、消防专用通道等附属建筑位于地面上。
地铁车站地面通风出入口如图7-11所示。
上述附属建筑与周围建筑物、储罐(区)、地下油管等的防火间距应符合现行国家有关标准的规定。
地铁车站有采光窗井时,采光窗井与相邻地面建筑之间的防火间距应符合表7-1的规定,当相邻地面建筑物的外墙为防火墙或在采光窗井与地面建筑物之间设置防火墙时,防火间距可不限。
建筑建筑类别单层、多、多层民用建筑民用建筑高高层民用建筑民用建筑丙、丁、戊丙、丁、戊类厂房、厂房、库房房甲、乙甲、乙类厂房、厂房、库房房建筑耐火等建筑耐火等级一、二级三级四级一、二级一、二级三级四级一、二级地下地下车站的采光窗井站的采光窗井6791310121425地铁车站总平面布局地下车站的风亭是其重要的通风口,根据功能可分为新风亭、排风亭、活塞风亭;根据形式可分为高风亭(风口底部距离地面为2m)和低风亭(高度为1.22m)。
有条件时应尽量采用高风亭侧面开设风口进行通风和排烟。
无论风亭是与其他建筑合建,还是单独分散式设置,高风亭的排风口和活塞风口均应该位于新风口的上面,防止产生倒灌现象,并且进风口、排风口、活塞风口两两之间的最小水平距离不应小于5m,且不宜位于同一方向。
当受到周边特殊环境条件限制时,也可采用敞口低风井。
发生火灾时,如果不能有效防止烟气流倒灌,应尽量加大风井之间或风井与出入口之间的距离。
一般需要满足以下条件:
送风井与排风井、活塞井之间不应小于10m,活塞风井之间或活塞风井与排风井之间不应小于5m;排风井、活塞井与车站出入口之间不应小于10m;排风井、活塞风井与消防专用通道出入口之间不应小于5m。
当用地受限不能加大距离或者工艺上较难实施时,可以通过在两风井之间或风井与出入口之间种植高低错落的绿化以形成绿化屏障来阻挡、减弱火灾时的烟气倒灌,如图7-12所示。
图7-12各敞口低风井之间最小水平距离1排风井2进风井3活塞井防火分区与防火分隔2.车站公共区对于换乘车站,根据换乘形式的不同,防火分隔的要求有所区别,具体如下:
(1)上、下重叠平行上、下重叠平行换乘乘车站站对于上、下重叠平行设置的岛式站台或侧式站台的两条地铁线换乘车站,当楼梯或扶梯从下层站台穿越上层站台到达站厅层时,在上层站台的楼梯或扶梯周围的开口处全部采用防火墙进行分隔。
为了不影响人员的正常通行,可在下层站台的人员上下楼梯或扶梯开口处设置火灾时能够自行关闭的3.0h耐火极限防火卷帘,火灾时该连通口不允许作为上、下层站台的安全出口(图7-16)。
图7-16上、下重叠平行换乘防火分隔示意图防火分区与防火分隔2.车站公共区
(2)点式点式换乘乘车站站点式换乘车站是站台与站台之间以点式换乘的车站,其换乘通道和换乘梯在火灾时不能相互作为安全出口。
为避免两站台的火灾相互影响,要将两站台之间的连通开口进行防火分隔,保证人员正常通行的楼梯或扶梯开口处使用耐火极限3.0h的防火卷帘进行分隔,其他部位均应设置耐火极限不低于2.0h的防火隔墙(图7-17)。
图7-17点式换乘车站站台之间防火分隔示意图防火分区与防火分隔2.车站公共区(3)多多线同同层站台平行站台平行换乘乘车站站多线同层站台平行换乘车站的站台之间应设置耐火极限不低于2.0h的纵向防火隔墙,该防火隔墙应延伸至站台有效长度外不小于10m。
图7-18为两线同层站台平行换乘车站防火分隔示意图。
图7-18两线同层站台平行换乘车站防火分隔示意图防火分区与防火分隔2.车站公共区(4)侧式站台与同式站台与同层站站厅换乘乘车站站对于利用与本线站台同层的另一地铁线的站厅进行换乘的车站,为使A线站台的火灾不影响到B线站厅公共区乘客的疏散安全,在A线的站台与B线的站厅公共区连接处需要按照两个不同的防火分区的要求进行防火分隔。
为便于人员通行,此分隔一般采用耐火极限不低于3.0h的防火卷帘。
图7-19为侧式站台与同层站厅换乘车站防火分隔示意图。
(5)通道通道换乘乘车站站站厅与站厅之间或站台与站厅之间采用通道换乘时,需要在通道内分别设置火灾时能自动关闭的防火卷帘进行分隔,并且能分别由两线各自控制其升降和关闭,防火卷帘的耐火极限不应低于3.0h。
图7-19侧式站台与同层站厅换乘车站防火分隔示意图防火分区与防火分隔3.设备管理区车站设备管理区与公共区具有不同的使用用途,火灾危险性相差较大,因此应与站厅、站台公共区划分为不同的防火分区。
设备管理区一般相对集中,包括车站控制室、站长室、交班室等,且设置直通地面的安全出口往往比较困难,但是其使用人员对环境均较为熟悉,故单个防火分区的建筑面积不大于1500m2。
消防泵房、污水和废水泵房、厕所、盥洗室、茶水间、清扫间等房间的建筑面积可不计入所在防火分区的建筑面积。
2、方形锂离子电池4.3锂离子电池锂离子电池u典型方形锂电池主要组成部件包括:
顶盖,壳体,正极板、负极板、隔膜组成的叠片或者卷绕,绝缘件,安全组件等。
u方形锂离子电池电解质为液态时,使用钢壳;若使用聚合物电解质,则可以使用铝塑包装材料。
37/46方形锂离子电池结构示意图方形锂离子电池3、纽扣锂离子电池4.3锂离子电池锂离子电池u纽扣电池也分为化学电池和物理电池两大类,其化学电池应用最为普遍。
u纽扣电池由阳极(正极)、阴极(负极)及其电解液等组成。
u纽扣电池的外表为不锈钢材料,并作为正极,其负极为不锈钢的圆形盖,正极与负极间有密封环绝缘,密封环除起绝缘作用外,还能阻止电解液泄漏。
u纽扣电池因体形较小,故在各种微型电子产品中得到了广泛的应用。
38/46纽扣锂离子电池纽扣锂离子电池结构示意图4、薄膜锂离子电池4.3锂离子电池锂离子电池u薄膜锂离子电池拥有较当前锂离子二次电池更小的尺寸、更高的能量密度、更长的循环寿命及更高的可靠性。
u薄膜锂离子电池是锂离子电池发展的最新领域,目前在低电流元件的应用上备受青睐。
39/46薄膜锂离子电池薄膜锂离子电池结构示意图4.3锂离子电池锂离子电池p锂离子电池的特点锂离子电池也具备循环寿命长、能效高、能量密度大和绿色环保等优势,随着锂离子电池制造成本的降低以及政策的推出落地,锂离子电池将大规模装机到电化学储能领域,有望在储能领域迎来大幅度增长。
但锂离子电池也存在一些缺点,例如价格较贵和安全性较差等。
优势劣势
(1)高能量密度,高功率密度
(2)能量转换效率高,95%以上(3)长循环寿命(4)可快充快放,充电倍率一般在0.53C
(1)采用有机电解液,存在较大安全隐患
(2)循环寿命和成本等指标尚不能满足电力系统储能应用的需求(3)不耐受过充和过放(4)使用循环中不可避免自然缓慢衰退(5)低温下(0)不易实现快充快放锂离子电池优劣势如表所示:
40/464.3锂离子电池锂离子电池p锂离子电池的充放电特性充电过程:
u随着锂离子充电电流的增加,恒流时间逐步减少,恒流可充入容量和能量也逐步减少。
u在实际电池组应用中,以锂离子电池允许的最大充电电流充电,达到限压后,再进行恒压充电,这样在减少充电时间的基础上,也保证了充电的安全性;u应综合考虑充电时间和效率,选择适中的充电电流,以减少内阻能耗。
放电过程:
u电池在初始阶段端电压快速下降,放电倍率越大,电压下降的越快;u随后,电池电压进入一个缓慢变化的阶段,这段时间称为电池的平台区,放电倍率越小,平台区持续的时间越长,平台电压越高,电压下降越缓慢;u在电池电量接近放完时,电池负载电压开始急剧下降直至达到放电截止电压。
41/46锂离子电池基本充电放电电压曲线4.3锂离子电池锂离子电池p锂离子电池的应用场景在锂离子电池中,不同类型的电池可根据实际需求应用在适宜的场合当中,如表所示:
锂离子电池类型特点应用磷酸铁锂(LFP)原料价格低且磷、锂、铁存在于地球的资源含量丰富,工作电压适中、电容量大、高放电功率、可快速充电且循环寿命长,在高温与高热环境下的稳定性高。
目前应用的领域包括新能源汽车、储能、5G基站、二轮车、重卡、电动船舶等。
钴酸锂(LCO)钴酸锂在高比能量方面表现出色,但LCO成本较高,难以应用在耐受穿刺、冲撞和高温、低温等条件等特殊环境。
主要用于制造手机和笔记本电脑及其它便携式电子设备。
锰酸锂(LMO)锰酸锂成本低、无污染,制备容易,最大的缺点是高温容量衰减较为严重。
适用于大功率低成本动力电池,可用于电动汽车、储能电站以及电动工具等方面。
镍锰钴酸锂NMC(三元)高电压正极材料镍锰钴酸锂具有较高的比能量和比功率,一度被产业界认为是最成功的锂离子体系之一,但安全性还无法有更大突破。
主要应用于锂离子电池正极材料。
如动力电池、圆柱电池等。
镍钴铝酸锂NCA(三元)具有较高的比能量、比功率和长的使用寿命与NMC有相似之处。
缺点是安全性和成本。
主要用于医疗设备,工业,电动动力汽车等。
钛酸锂钛酸
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- 储能技术 第4章 电化学储能. 技术 电化学