A central de armazenamento de energia eletroquímica carrega e descarrega os eletrodos positivos e negativos da bateria por meio de reações químicas para realizar a conversão de energia. A tecnologia tradicional de baterias é representada por baterias de chumbo-ácido, que foram gradualmente substituídas por baterias de íon-lítio, sódio-enxofre e outras baterias de maior desempenho, mais seguras e mais ecológicas devido aos seus maiores danos ao meio ambiente. O armazenamento de energia eletroquímica tem uma velocidade de resposta rápida e basicamente não é perturbado por condições externas, mas tem altos custos de investimento, vida útil limitada e capacidade monomérica limitada. Com o contínuo desenvolvimento de meios técnicos, o armazenamento de energia eletroquímica é cada vez mais utilizado em diversos campos, especialmente em veículos elétricos e sistemas de energia.
Atualmente, a indústria de armazenamento de energia eletroquímica formou inicialmente uma escala industrial. A capacidade instalada em 2020 é de cerca de 2.494,7 MW. Estima-se que a capacidade instalada acumulada deverá atingir 27.154,6 MW até 2025, alcançando um crescimento em escala de 61,2% de taxa composta de crescimento anual.
Bateria de íon de lítio
A bateria de lítio é na verdade uma bateria de concentração de íons de lítio, os eletrodos positivo e negativo são compostos de dois compostos diferentes de intercalação de íons de lítio. Durante o carregamento, os íons de lítio são desintercalados do eletrodo positivo e entram no eletrodo negativo através do eletrólito. Neste momento, o eletrodo negativo está em um estado rico em lítio e o eletrodo positivo está em um estado pobre em lítio. Pelo contrário, durante a descarga, os íons de lítio são desintercalados do eletrodo negativo e inseridos no eletrodo positivo através do eletrólito. Neste momento, o eletrodo positivo está em um estado rico em lítio e o eletrodo negativo está em um estado pobre em lítio. A bateria de lítio é a bateria prática com a maior densidade de energia na rota tecnológica relativamente madura; a eficiência de conversão pode chegar a 95% ou mais; o tempo de descarga pode chegar a várias horas; os tempos de ciclo podem chegar a 5.000 vezes ou mais e a resposta é rápida.
As baterias de lítio podem ser divididas principalmente em quatro categorias de acordo com os diferentes materiais catódicos: baterias de óxido de cobalto e lítio, baterias de manganato de lítio, baterias de fosfato de ferro-lítio e baterias de óxido composto metálico multicomponentes. Óxidos compostos metálicos multicomponentes incluem materiais ternários níquel cobalto manganês. Óxido de lítio, aluminato de lítio-níquel-cobalto, etc.
As baterias de óxido de cobalto e lítio têm sido usadas como a principal fonte de materiais catódicos desde a comercialização das baterias de íon de lítio. Devido à instabilidade estrutural do óxido de lítio-cobalto em alta tensão, o óxido de lítio-cobalto é usado principalmente em aplicações de pequenas baterias, como telefones celulares e computadores.
As primeiras baterias de manganato de lítio têm baixa compatibilidade com eletrólitos em altas temperaturas e suas estruturas são instáveis, resultando em queda excessiva de capacidade. Portanto, as deficiências do mau ciclo de alta temperatura sempre limitaram a aplicação de manganato de lítio em baterias de íon de lítio. Nos últimos anos, a aplicação da tecnologia de dopagem permite que o manganato de lítio tenha boas propriedades de ciclo e armazenamento em alta temperatura, e um pequeno número de empresas nacionais pode prepará-lo.
As baterias de fosfato de ferro-lítio têm características de alta estabilidade estrutural e estabilidade térmica, excelente desempenho de ciclo em temperatura ambiente e ricos recursos de ferro e fósforo, que são ecologicamente corretos. Nos últimos anos, as baterias de fosfato de ferro-lítio têm sido amplamente utilizadas na área de veículos de novas energias, especialmente na área de veículos comerciais, armazenamento de energia residencial e armazenamento de energia comercial.
Inspirada na tecnologia de dopagem de materiais elementares, como manganato de lítio, a bateria de material ternário combina as vantagens do cobaltato de lítio, níquelato de lítio e manganato de lítio para formar um cobaltato de lítio / níquelato de lítio / manganato de lítio três O sistema eutético das fases tem ternário óbvio efeito sinérgico, que torna o desempenho abrangente melhor do que o de compostos de combinação única. Com o avanço da tecnologia de produção, as baterias de materiais ternários ocupam rapidamente uma posição importante na área de veículos de novas energias, especialmente na área de veículos de passageiros, e se tornaram a rota técnica com maior apoio de subsídio governamental, maior remessa e contínua expansão da produção. .
Em suma, as baterias de lítio tornaram-se a principal rota tecnológica em virtude de suas próprias vantagens de alta densidade de energia e alta densidade de potência. Eles têm a maior capacidade instalada no armazenamento de energia do meu país e a taxa de crescimento mais rápida, e tornaram-se a tecnologia de armazenamento de energia eletroquímica de crescimento mais rápido. tecnologia energética.
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