Ⅰ: نظرة عامة على بطاريات فوسفات الحديد الليثيوم (LiFePO4)
ما هي بطارية ليثيوم فوسفات الحديد LiFePO4؟ تستخدم بطارية LiFePO4 فوسفات حديد الليثيوم كمادة قطب موجبة. الفولطية المقدرة لبطارية LiFePO4 المفردة هي 3.2V ، والجهد الكهربائي لقطع الشحن هو 3.6V ~ 3.65V. يدعم LiFePO4 التوسع ويخزن الطاقة الكهربائية على نطاق واسع بعد تشكيل نظام تخزين الطاقة. يتكون نظام تخزين طاقة البطارية LiFePO4 من حزمة بطارية LiFePO4 ، ونظام إدارة البطارية (BMS) ، والمعدل ، والعاكس ، ونظام المراقبة المركزي ، والمحول ، إلخ.
كما نعلم جميعًا ، تستمر شعبية السوق في الارتفاع ، والتي تحددها خصائص بطارية LiFePO4:
1. أداء سلامة جيد ، دورة حياة طويلة ، لا احتراق ولا انفجار عند الشحن الزائد ؛
2. أداء جيد لدرجات الحرارة العالية ، نطاق درجة حرارة العمل 20 درجة ~ 70 درجة ؛
3. دورة حياة طويلة ، أكبر من أو تساوي 4000 مرة ؛
4. الشحن السريع ، مع قدرة الشحن السريع 1C -5 C بشكل ملحوظ
تقصير وقت الشحن
5. جهد عمل عالي وكثافة طاقة عالية
6. حماية خضراء وبيئية ، لا مواد ضارة ، لا تلوث للبيئة ؛
7. فوائد اقتصادية كبيرة ، والطاقة المتجددة.
Ⅱ: الخصائص الهيكلية لبطارية LiFePO4:
1. القطب الموجب: LiFePO4 مع هيكل الزبرجد الزيتوني ، القطب الموجب يربط رقائق الألومنيوم.
2. القطب السالب: يتكون من الكربون أو الجرافيت. القطب السالب يربط رقائق النحاس.
3. الحجاب الحاجز: الحجاب الحاجز يفصل البطارية عن القطب الموجب. مادة الحجاب الحاجز عبارة عن بوليمر.
4. المنحلات بالكهرباء: مثل سداسي فلورو فوسفات الليثيوم ، فوق كلورات الليثيوم ، الليثيوم رباعي فلورو بورات ، إلخ.
5. المنحل بالكهرباء: كربونات الإيثيلين ، كربونات البروبيلين ، كربونات ثنائي ميثيل ، إيثيل الزبدات ، كربونات فلورو إيثيلين ، بورات أكسالات الليثيوم ثنائي ، سداسي فلورو الفوسفات الليثيوم.
6. مواد العزل ، صمامات الأمان ، حلقات الختم ، الأصداف ، إلخ.
Ⅲ: مبدأ الشحن والتفريغ لبطارية LiFePO4
باختصار ، أثناء عملية الشحن ، تهاجر أيونات الليثيوم Li plus في القطب الموجب LiFePO4 إلى القطب السالب من خلال فاصل البوليمر ؛ أثناء عملية التفريغ ، تهاجر أيونات الليثيوم Li plus الموجودة في القطب السالب إلى القطب الموجب مرة أخرى من خلال الفاصل.
مبدأ الشحن: عندما يتم شحن البطارية ، تهاجر أيونات الليثيوم من بلورة LiFePO4 إلى سطح الكريستال. تحت قوة المجال الكهربائي ، يدخل Li plus في المنحل بالكهرباء ، ويمر عبر الفاصل ، ثم يهاجر إلى سطح بلورة الجرافيت عبر الإلكتروليت ، ثم يقحم في شبكة الجرافيت. تتدفق الإلكترونات إلى مجمع رقائق الألومنيوم من خلال الموصل. تمر عبر علامة التبويب ، والقطب الموجب ، والدائرة الخارجية ، والقطب السالب ، والقطب السالب ، التي تتدفق إلى مجمع رقائق النحاس للقطب السالب. أخيرًا ، يتدفق إلى القطب السالب من الجرافيت عبر الموصل لموازنة شحنة القطب السالب. بعد إزالة أيونات الليثيوم من فوسفات الحديد الليثيوم ، يتحول فوسفات الحديد الليثيوم إلى فوسفات الحديد.
مبدأ التفريغ: عند تفريغ البطارية ، يتم فصل أيونات الليثيوم عن بلورة الجرافيت ، وتدخل الإلكتروليت ، ثم تمر عبر الفاصل ، وتهاجر إلى سطح بلورة فوسفات الحديد الليثيوم عبر الإلكتروليت ، ثم إعادة إدخالها في الشبكة من فوسفات الحديد الليثيوم. تتدفق الإلكترونات إلى مجمع رقائق النحاس من خلال الموصل. ويتدفق إلى مجمع رقائق الألومنيوم من القطب الموجب من خلال علامة التبويب ، والقطب السالب للبطارية ، والدائرة الخارجية ، والقطب الموجب ، والقطب الموجب. ثم يتدفق إلى قطب فوسفات الحديد الليثيوم من خلال الموصل ويتم موازنة الشحنة الموجبة. بعد إقحام أيونات الليثيوم في بلورة فوسفات الحديد ، يتحول فوسفات الحديد إلى فوسفات حديد الليثيوم.
مبدأ الشحن والتفريغ
مبدأ الشحن والتفريغ لنظام تخزين طاقة البطارية LiFePO4: في مرحلة الشحن ، يقوم مصدر الطاقة المتقطع أو شبكة الطاقة بشحن نظام تخزين الطاقة. يتم تصحيح التيار المتردد إلى تيار مباشر من خلال المعدل لشحن وحدة بطارية تخزين الطاقة ثم تخزين الطاقة. في مرحلة التفريغ ، يتم تفريغ نظام تخزين الطاقة إلى الشبكة أو الحمل. تتحول طاقة التيار المستمر إلى طاقة تيار متردد من خلال العاكس. ويتم التحكم في خرج العاكس عن طريق نظام المراقبة المركزي ، والذي يمكن أن يوفر خرج طاقة ثابتًا للشبكة أو الحمل.
