DKSESS 100KW FUERA DE LA RED/HÍBRIDO SISTEMA DE ENERGÍA SOLAR TODO EN UNO

Comparación de baterías en sistema de almacenamiento de energía.
El almacenamiento de energía tipo batería es el almacenamiento de energía química.Se puede dividir en batería de plomo-ácido, batería de litio, batería de níquel-hidrógeno, batería de flujo líquido (batería de vanadio), batería de azufre de sodio, batería de plomo-carbono, etc. según el tipo de batería seleccionada.

1. Batería de plomo ácido
Las baterías de plomo ácido incluyen coloides y líquidas (las llamadas baterías de plomo ácido ordinarias).Estos dos tipos de baterías se utilizan según las diferentes regiones.La batería coloidal tiene una fuerte resistencia al frío y su eficiencia energética de trabajo es mucho mejor que la de la batería líquida cuando la temperatura es inferior a 15 ° C, y su rendimiento de aislamiento térmico es excelente.

La batería de plomo-ácido coloide es una mejora de la batería de plomo-ácido común con electrolito líquido.El electrolito coloide se utiliza para reemplazar el electrolito de ácido sulfúrico, que es mejor que la batería común en términos de seguridad, capacidad de almacenamiento, rendimiento de descarga y vida útil.La batería de plomo-ácido coloidal adopta un electrolito de gel y no hay líquido libre en su interior.Bajo el mismo volumen, el electrolito tiene gran capacidad, gran capacidad calorífica y una gran capacidad de disipación de calor, lo que puede evitar el fenómeno de fuga térmica de las baterías generales;La corrosión de la placa del electrodo es débil debido a la baja concentración de electrolito;La concentración es uniforme y no hay estratificación de electrolitos.

La batería de plomo-ácido común es un tipo de batería cuyo electrodo está hecho principalmente de plomo y su óxido, y el electrolito es una solución de ácido sulfúrico.En el estado de descarga de la batería de plomo-ácido, el componente principal del electrodo positivo es el dióxido de plomo y el componente principal del electrodo negativo es el plomo;En estado de carga, los componentes principales de los electrodos positivos y negativos son el sulfato de plomo.El voltaje nominal de una batería de plomo-ácido de una sola celda es de 2,0 V, que se puede descargar a 1,5 V y cargar a 2,4 V;En la aplicación, a menudo se utilizan seis baterías de plomo-ácido de una sola celda en serie para formar una batería de plomo-ácido nominal de 12 V, así como 24 V, 36 V, 48 V, etc.

Sus ventajas incluyen principalmente: sellado seguro, sistema de liberación de aire, mantenimiento sencillo, larga vida útil, calidad estable, alta confiabilidad y sin mantenimiento;La desventaja es que la contaminación por plomo es grande y la densidad de energía es baja (es decir, demasiado pesada).

2. batería de litio
La "batería de litio" es un tipo de batería con litio metálico o aleación de litio como material catódico y una solución de electrolito no acuosa.Se divide en dos categorías: batería de metal de litio y batería de iones de litio.

La batería de metal de litio generalmente utiliza dióxido de manganeso como material catódico, litio metálico o su aleación metálica como material catódico y utiliza una solución de electrolito no acuosa.Las baterías de iones de litio generalmente utilizan óxidos metálicos de aleación de litio como materiales catódicos, grafito como materiales catódicos y electrolitos no acuosos.Las baterías de iones de litio no contienen litio metálico y pueden recargarse.La batería de litio que utilizamos para almacenar energía es una batería de iones de litio, denominada "batería de litio".

Las baterías de litio utilizadas en el sistema de almacenamiento de energía incluyen principalmente: batería de fosfato de hierro y litio, batería de litio ternaria y batería de manganato de litio.La batería única tiene alto voltaje, amplio rango de temperatura de trabajo, alta energía y eficiencia específicas y baja tasa de autodescarga.La seguridad y la vida útil se pueden mejorar mediante el uso de circuitos de protección y ecualización.Por lo tanto, considerando las ventajas y desventajas de varias baterías, las baterías de litio se han convertido en la primera opción para las centrales eléctricas de almacenamiento de energía debido a su cadena industrial relativamente madura, seguridad, confiabilidad y respeto al medio ambiente.

Sus principales ventajas son: larga vida útil, alta densidad de energía de almacenamiento, peso ligero y gran adaptabilidad;Las desventajas son poca seguridad, fácil explosión, alto costo y condiciones de uso limitadas.

Fosfato de hierro y litio
La batería de fosfato de hierro y litio se refiere a la batería de iones de litio que utiliza fosfato de hierro y litio como material del cátodo.Los materiales catódicos de las baterías de iones de litio incluyen principalmente cobalato de litio, manganato de litio, óxido de níquel y litio, materiales ternarios, fosfato de hierro y litio, etc. El cobalato de litio es el material catódico utilizado por la mayoría de las baterías de iones de litio.

El fosfato de hierro y litio como material para baterías de litio apareció solo en los últimos años.Fue en 2005 cuando se desarrolló en China una batería de fosfato de hierro y litio de gran capacidad.Su rendimiento de seguridad y su ciclo de vida son incomparables con otros materiales.El ciclo de vida de carga y descarga de 1C alcanza 2000 veces.El voltaje de sobrecarga de una sola batería es de 30 V, por lo que no se quemará y no explotará al perforarse.Las baterías de iones de litio de gran capacidad fabricadas con materiales de cátodo de fosfato de hierro y litio son más fáciles de utilizar en serie para satisfacer las necesidades de carga y descarga frecuentes de vehículos eléctricos.

El fosfato de hierro y litio no es tóxico, no contamina, es seguro, tiene una amplia variedad de materias primas, es barato, tiene una larga vida útil y otras ventajas.Es un material catódico ideal para baterías de iones de litio de nueva generación.La batería de fosfato de hierro y litio también tiene sus desventajas.Por ejemplo, la densidad de compactación del material del cátodo de fosfato de hierro y litio es pequeña y el volumen de la batería de fosfato de hierro y litio con igual capacidad es mayor que el de las baterías de iones de litio como el cobalato de litio, por lo que no tiene ventajas en las microbaterías.

Debido a las características inherentes del fosfato de hierro y litio, su rendimiento a baja temperatura es inferior al de otros materiales catódicos como el manganato de litio.En general, para una sola celda (tenga en cuenta que es una sola celda en lugar de un paquete de baterías), el rendimiento medido a baja temperatura del paquete de baterías puede ser ligeramente mayor.

Esto está relacionado con las condiciones de disipación de calor), su tasa de retención de capacidad es de aproximadamente 60~70% a 0 ℃, 40~55% a -10 ℃ y 20~40% a -20 ℃.Obviamente, este rendimiento a baja temperatura no puede cumplir con los requisitos de uso de la fuente de alimentación.En la actualidad, algunos fabricantes han mejorado el rendimiento a baja temperatura del fosfato de hierro y litio mejorando el sistema de electrolitos, mejorando la fórmula del electrodo positivo, mejorando el rendimiento del material y mejorando el diseño de la estructura de la celda.

Batería ternaria de litio
La batería de litio de polímero ternario se refiere a la batería de litio cuyo material del cátodo es material de cátodo ternario de manganato de cobalto, níquel y litio (Li (NiCoMn) O2).El material del cátodo compuesto ternario está hecho de sal de níquel, sal de cobalto y sal de manganeso como materias primas.La proporción de níquel, cobalto y manganeso en la batería de polímero de litio ternario se puede ajustar según las necesidades reales.La batería con material ternario como cátodo tiene una alta seguridad en comparación con la batería de litio y cobalto, pero su voltaje es demasiado bajo.

Sus principales ventajas son: buen rendimiento del ciclo;La desventaja es que el uso es limitado.Sin embargo, debido al endurecimiento de las políticas internas sobre baterías de litio ternarias, el desarrollo de baterías de litio ternarias tiende a desacelerarse.

Batería de manganato de litio
La batería de manganato de litio es uno de los materiales catódicos de iones de litio más prometedores.En comparación con los materiales catódicos tradicionales como el cobalato de litio, el manganato de litio tiene las ventajas de recursos ricos, bajo costo, ausencia de contaminación, buena seguridad, buen rendimiento multiplicador, etc. Es un material catódico ideal para baterías eléctricas.Sin embargo, su pobre rendimiento del ciclo y su estabilidad electroquímica limitan en gran medida su industrialización.El manganato de litio incluye principalmente manganato de litio de espinela y manganato de litio en capas.El manganato de litio y espinela tiene una estructura estable y es fácil de realizar en producción industrial.Los productos del mercado actual tienen todos esta estructura.El manganato de litio de espinela pertenece al sistema de cristal cúbico, grupo espacial Fd3m, y la capacidad teórica específica es de 148 mAh/g.Debido a la estructura de túnel tridimensional, los iones de litio se pueden extraer reversiblemente de la red de espinela sin causar el colapso de la estructura, por lo que tiene un excelente rendimiento de aumento y estabilidad.

3. Batería de Ni-MH
La batería NiMH es un tipo de batería con buen rendimiento.El principio activo positivo de la batería de níquel-hidrógeno es Ni (OH) 2 (llamado electrodo de NiO), el principio activo negativo es hidruro metálico, también llamado aleación de almacenamiento de hidrógeno (llamado electrodo de almacenamiento de hidrógeno), y el electrolito es una solución de hidróxido de potasio de 6 mol/L. .

La batería de hidruro metálico de níquel se divide en batería de hidruro metálico de níquel de alto voltaje y batería de hidruro metálico de níquel de bajo voltaje.

La batería de hidruro metálico de níquel de bajo voltaje tiene las siguientes características: (1) El voltaje de la batería es de 1,2 ~ 1,3 V, que equivale a la batería de níquel cadmio;(2) Alta densidad de energía, más de 1,5 veces mayor que la de la batería de níquel cadmio;(3) Carga y descarga rápidas, buen rendimiento a baja temperatura;(4) Resistencia sellable, fuerte de sobrecarga y descarga;(5) No se generan cristales dendríticos, lo que puede evitar cortocircuitos en la batería;(6) Seguro y fiable, sin contaminación del medio ambiente, sin efecto memoria, etc.

La batería de níquel-hidrógeno de alto voltaje tiene las siguientes características: (1) Gran confiabilidad.Tiene buena protección contra sobrecargas y descargas, puede soportar una alta tasa de descarga de carga y no tiene formación de dendritas.Tiene buena propiedad específica.Su capacidad de masa específica es de 60 A · h/kg, que es 5 veces mayor que la de la batería de níquel-cadmio.(2) Ciclo de vida prolongado, hasta miles de veces.(3) Totalmente sellado, menos mantenimiento.(4) El rendimiento a baja temperatura es excelente y la capacidad no cambia significativamente a -10 ℃.

Las principales ventajas de la batería NiMH son: alta densidad de energía, velocidad de carga y descarga rápida, peso ligero, larga vida útil, sin contaminación ambiental;Las desventajas son un ligero efecto memoria, más problemas de gestión y una fácil formación del separador de batería que se derrite.

4. celda de flujo
La batería de flujo líquido es un nuevo tipo de batería.La batería de flujo líquido es una batería de alto rendimiento que utiliza electrolito positivo y negativo para separarse y circular por separado.Tiene las características de alta capacidad, amplio campo de aplicación (ambiente) y ciclo de vida prolongado.Es un nuevo producto energético en la actualidad.

La batería de flujo líquido se usa generalmente en el sistema de la central eléctrica de almacenamiento de energía, que consta de una unidad de pila, una solución de electrolito y una unidad de suministro y almacenamiento de solución de electrolito, una unidad de control y gestión, etc. El núcleo está compuesto por una pila y (la pila es compuesto por docenas de celdas para la reacción de oxidación-reducción) y una sola celda para cargar y descargar según requisitos específicos en serie, y su estructura es similar a la de una pila de celdas de combustible.

La batería de flujo de vanadio es un nuevo tipo de almacenamiento de energía y equipo de almacenamiento de energía.No solo se puede utilizar como dispositivo de almacenamiento de energía de apoyo para procesos de generación de energía solar y eólica, sino que también se puede utilizar para reducir los picos de la red eléctrica para mejorar la estabilidad de la red eléctrica y garantizar la seguridad de la red eléctrica.Sus principales ventajas son: diseño flexible, ciclo de vida prolongado, tiempos de respuesta rápidos y ausencia de emisiones nocivas;La desventaja es que la densidad de energía varía mucho.

5. Batería de azufre de sodio
La batería de azufre y sodio se compone de polo positivo, polo negativo, electrolito, diafragma y carcasa.A diferencia de las baterías secundarias ordinarias (baterías de plomo-ácido, baterías de níquel-cadmio, etc.), la batería de azufre y sodio se compone de un electrodo fundido y un electrolito sólido.La sustancia activa del polo negativo es sodio metálico fundido y la sustancia activa del polo positivo es azufre líquido y polisulfuro de sodio fundido.Batería secundaria con sodio metálico como electrodo negativo, azufre como electrodo positivo y tubo cerámico como separador de electrolitos.Bajo un cierto grado de trabajo, los iones de sodio pueden reaccionar reversiblemente con el azufre a través de la membrana del electrolito para liberar y almacenar energía.

Como nuevo tipo de fuente de energía química, este tipo de batería se ha desarrollado enormemente desde que surgió.La batería de azufre de sodio es de tamaño pequeño, gran capacidad, larga vida útil y alta eficiencia.Se utiliza ampliamente en el almacenamiento de energía eléctrica, como la reducción de picos y el llenado de valles, el suministro de energía de emergencia y la generación de energía eólica.

Sus principales ventajas son las siguientes: 1) Tiene mayor energía específica (es decir, la energía eléctrica efectiva por unidad de masa o unidad de volumen de la batería).Su energía específica teórica es de 760Wh/Kg, que en realidad ha superado los 150Wh/Kg, 3-4 veces la de la batería de plomo-ácido.2) Al mismo tiempo, puede descargarse con gran corriente y alta potencia.Su densidad de corriente de descarga generalmente puede alcanzar 200-300 mA/cm2 y puede liberar 3 veces su energía inherente en un instante;3) Alta eficiencia de carga y descarga.

La batería de azufre y sodio también tiene desventajas.Su temperatura de trabajo es de 300-350 ℃, por lo que la batería debe calentarse y mantenerse caliente durante el funcionamiento.Sin embargo, este problema se puede resolver eficazmente mediante el uso de tecnología de aislamiento térmico al vacío de alto rendimiento.

6. Batería de plomo y carbono
La batería de plomo-carbono es un tipo de batería de plomo-ácido capacitiva, que es una tecnología evolucionada a partir de la batería de plomo-ácido tradicional.Puede mejorar significativamente la vida útil de la batería de plomo ácido agregando carbón activo al polo negativo de la batería.

La batería de plomo-carbono es un nuevo tipo de súper batería, que combina la batería de plomo-ácido y el súper capacitor: no solo aprovecha las ventajas de la carga instantánea de gran capacidad del súper capacitor, sino que también aprovecha la energía específica. ventaja de la batería de plomo y tiene muy buen rendimiento de carga y descarga: se puede cargar completamente en 90 minutos (si la batería de plomo se carga y descarga de esta manera, su vida útil es menos de 30 veces).Además, gracias a la adición de carbono (grafeno), se previene el fenómeno de sulfatación del electrodo negativo, lo que mejora el factor de fallo de la batería en el pasado y prolonga su vida útil.

La batería de plomo-carbono es una mezcla de supercondensador asimétrico y batería de plomo-ácido en forma de conexión paralela interna.Como nuevo tipo de súper batería, la batería de plomo-carbono es una combinación de las tecnologías de batería de plomo-ácido y supercondensador.Es una batería de almacenamiento de energía de doble función con características capacitivas y de batería.Por lo tanto, no solo aprovecha al máximo las ventajas de la carga instantánea de energía de supercondensador con gran capacidad, sino que también aprovecha al máximo las ventajas energéticas de las baterías de plomo-ácido, que se pueden cargar completamente en una hora.Tiene buen rendimiento de carga y descarga.Debido al uso de tecnología de plomo-carbono, el rendimiento de la batería de plomo-carbono es muy superior al de la batería de plomo-ácido tradicional, que se puede utilizar en vehículos de nueva energía, como vehículos eléctricos híbridos, bicicletas eléctricas y otros campos;También se puede utilizar en el campo del almacenamiento de nueva energía, como la generación y el almacenamiento de energía eólica.