Ⅰ: مروری بر باتری های لیتیوم آهن فسفات (LiFePO4)
باتری لیتیوم فسفات آهن (LiFePO4) چیست؟ باتری LiFePO4 از فسفات آهن لیتیوم به عنوان ماده الکترود مثبت استفاده می کند. ولتاژ نامی یک باتری LiFePO4 3.2 ولت و ولتاژ قطع شارژ 3.6 ~ 3.65 ولت است. LiFePO4 از انبساط پشتیبانی می کند و انرژی الکتریکی در مقیاس بزرگ را پس از تشکیل یک سیستم ذخیره انرژی ذخیره می کند. سیستم ذخیره انرژی باتری LiFePO4 شامل یک بسته باتری LiFePO4، سیستم مدیریت باتری (BMS)، یکسو کننده، اینورتر، سیستم نظارت مرکزی، ترانسفورماتور و غیره است.
همانطور که همه ما می دانیم، محبوبیت بازار همچنان در حال افزایش است، که با ویژگی های باتری LiFePO4 مشخص می شود:
1. عملکرد ایمنی خوب، عمر چرخه طولانی، بدون سوختن و بدون انفجار در هنگام شارژ بیش از حد.
2. عملکرد خوب در دمای بالا، محدوده دمای کار 20 درجه ~ 70 درجه.
3. عمر چرخه طولانی، بزرگتر یا مساوی 4000 بار.
4. شارژ سریع، با قابلیت شارژ سریع 1C-5C، بطور قابل توجهی
کاهش زمان شارژ؛
5. ولتاژ کار بالا و چگالی انرژی بالا
6. حفاظت از محیط زیست و سبز، بدون مواد مضر، بدون آلودگی به محیط زیست.
7. منافع اقتصادی قابل توجه، انرژی های تجدید پذیر.
Ⅱمشخصات ساختاری باتری LiFePO4:
1. الکترود مثبت: LiFePO4 با ساختار الیوین، الکترود مثبت فویل آلومینیوم را متصل می کند.
2. الکترود منفی: متشکل از کربن یا گرافیت. الکترود منفی یک فویل مسی را متصل می کند.
3. دیافراگم: دیافراگم باتری را از الکترود مثبت جدا می کند. مواد دیافراگم یک پلیمر است.
4. الکترولیت ها: مانند هگزافلوئوروفسفات لیتیوم، پرکلرات لیتیوم، تترا فلوئوروبورات لیتیوم و غیره.
5. الکترولیت: اتیلن کربنات، پروپیلن کربنات، دی متیل کربنات، اتیل بوتیرات، فلورواتیلن کربنات، لیتیوم بیس اگزالات بورات، لیتیوم هگزافلوئوروفسفات.
6. مواد عایق، شیرهای ایمنی، حلقه های آب بندی، پوسته ها و غیره.
Ⅲ: اصل شارژ و دشارژ باتری LiFePO4
به طور خلاصه، در طول فرآیند شارژ، یونهای لیتیوم Li plus در الکترود مثبت LiFePO4 از طریق جداکننده پلیمری به الکترود منفی مهاجرت میکنند. در طی فرآیند تخلیه، یون های لیتیوم Li به علاوه در الکترود منفی دوباره از طریق جداکننده به الکترود مثبت مهاجرت می کنند.
اصل شارژ: هنگامی که باتری شارژ می شود، یون های لیتیوم از کریستال LiFePO4 به سطح کریستال مهاجرت می کنند. تحت نیروی میدان الکتریکی، Li plus وارد الکترولیت می شود، از جداکننده عبور می کند، سپس از طریق الکترولیت به سطح کریستال گرافیت مهاجرت می کند و سپس به شبکه گرافیت وارد می شود. الکترون ها از طریق هادی به جمع کننده فویل آلومینیومی جریان می یابند. از زبانه، قطب مثبت، مدار خارجی، قطب منفی و قطب منفی عبور کنید و به سمت جمع کننده فویل مسی قطب منفی جریان پیدا کنید. در نهایت از طریق هادی به سمت الکترود منفی گرافیت جریان می یابد تا بار الکترود منفی را متعادل کند. پس از جداسازی یون های لیتیوم از فسفات آهن لیتیوم، فسفات آهن لیتیوم به فسفات آهن تبدیل می شود.
اصل دشارژ: هنگام تخلیه باتری، یون های لیتیوم از کریستال گرافیت جدا می شوند، وارد الکترولیت می شوند و سپس از جداکننده عبور می کنند، از طریق الکترولیت به سطح کریستال فسفات آهن لیتیوم مهاجرت می کنند و سپس دوباره وارد شبکه می شوند. لیتیوم فسفات آهن الکترون ها از طریق هادی به جمع کننده فویل مسی جریان می یابند. و از طریق زبانه، قطب منفی باتری، مدار خارجی، قطب مثبت و قطب مثبت به جمع کننده فویل آلومینیومی الکترود مثبت جریان دهید. سپس از طریق هادی به سمت قطب مثبت فسفات آهن لیتیوم جریان یافته و بار مثبت متعادل می شود. پس از اینکه یون های لیتیوم به کریستال فسفات آهن وارد می شوند، فسفات آهن به فسفات آهن لیتیوم تبدیل می شود.
اصل شارژ و تخلیه
اصل شارژ و دشارژ سیستم ذخیره انرژی باتری LiFePO4: در مرحله شارژ، منبع تغذیه متناوب یا شبکه برق، سیستم ذخیره انرژی را شارژ می کند. جریان متناوب از طریق یکسو کننده به جریان مستقیم تبدیل می شود تا ماژول باتری ذخیره انرژی شارژ شود و سپس انرژی ذخیره شود. در مرحله تخلیه، سیستم ذخیره انرژی به شبکه یا بار تخلیه می شود. برق DC از طریق اینورتر به برق AC تبدیل می شود. و خروجی اینورتر توسط سیستم مانیتورینگ مرکزی کنترل می شود که می تواند توان خروجی پایداری را به شبکه یا بار ارائه دهد.
