Na podlagi pospeševanja prehoda na obnovljivo energijo v globalni energetski krajini so postali ključni učinkoviti in zanesljivi sistemi za shranjevanje energije. Litijeve baterije, nameščene na stojalu, z njihovimi edinstvenimi prednosti postopoma postajajo temeljna sila na področju shranjevanja energije, nenehne tehnološke inovacije pa so v svoj razvoj vnašale močan zagon.
1 vrhunska inovacija materiala povečuje zmogljivost baterije
1. Material z visoko nikljevo pozitivno elektrodo se razbije skozi ozko grlo gostoto energije
Tradicionalni litijevi katodni materiali se postopoma soočajo z ozkimi grli pri izboljšanju energijske gostote, medtem ko je pojav materialov z visoko nikljevo katodo prinesel novo upanje, da bi pritegnil litijeve baterije. Teoretična specifična zmogljivost visokih nikljevih sistemov, ki jih predstavljajo nikelj kobalt mangan (NCM) in nikelj kobalt aluminij (NCA), se s povečanjem vsebnosti niklja znatno poveča. Na primer, ko se vsebnost niklja v materialu NCM poveča s 60% na 80%, lahko gostota energije baterije skoči z 200Wh\/kg na približno 260Wh\/kg. To izboljšanje omogoča, da litijeve baterije, nameščene na stojalu, shranijo več električne energije z enako količino in težo, kar močno ustreza povpraševanju po dolgem dosegu energijske podpore iz visoko porabljenih naprav, kot so podatkovni centri in 5G osnovne postaje.
2
Glede na negativne elektrode so materiali, ki temeljijo na siliciju, pritegnili veliko pozornosti zaradi njihove zelo visoke teoretične specifične zmogljivosti (do 4200mAh\/g, približno 10-krat večja od grafita). Vendar pa silicij med postopkom polnjenja in odvajanja podvrže znatni širitvi volumna (do 300%), kar vodi do poškodbe strukture elektrode in hitrega razgradnje baterije. Da bi rešili to težavo, so raziskovalci učinkovito ublažili spremembo volumna silicija s kombiniranjem silicijevih nanodelcev z grafitom in z uporabo posebnih tehnik prevleke. Nekatera podjetja so uspešno uporabila to novo vrsto negativnega materiala za elektrodo za litijeve baterije, nameščene na stojalu, kar znatno podaljša življenjsko dobo cikla baterije, hkrati pa ohranja visoko gostoto energije, kar je postavilo temelje za dolgoročno stabilno uporabo v polju za shranjevanje energije.
2 Inteligentni sistem za upravljanje baterij (BMS) optimizira delovanje baterije
1. spremljanje v realnem času in natančen nadzor
Inteligentni BMS je "pametni možgani" litijevih baterij, nameščenih na stojalu, ki zbira parametre v realnem času, kot so napetost, tok, temperatura itd. Vsake baterijske celice prek senzorjev, gosto razporejenih v baterijski paketi. Kot primer jemljete litijevo baterijo, nameščeno na stojalu, lahko BMS spremlja stanje baterijske celice s hitrostjo odziva milisekund. Ko zaznamo nenormalno povečanje napetosti ali temperature določene baterijske celice, BMS takoj prilagodi strategijo polnjenja in odvajanja, uravnoteži napetost baterijske celice skozi izravnalno vezje, začne hladilni ventilator za znižanje temperature in zagotavlja, da je akumulatorski paket vedno v najboljšem delu baterije, ki se učinkovito izogne razgradnji zmogljivosti ali celo varnosti.
2. napovedno vzdrževanje podaljša življenjsko dobo baterije
S pomočjo algoritmov za analizo velikih podatkov in algoritme umetne inteligence ima sodobni BMS napovedne vzdrževalne zmogljivosti. Globoko ruda zgodovinske podatke o obratovanju baterij, vzpostavlja modele zdravja baterije in vnaprej napoveduje morebitne okvare baterije. Na primer, z analizo spreminjajočih se trendov parametrov, kot sta notranji upor in razpadanje zmogljivosti baterijskih celic, lahko BM -ji izdajo opozorila nekaj mesecev vnaprej, preden se zmogljivost baterije razpade na 80%, kar opomni na delovno in vzdrževalno osebje, da sprejme pravočasno ukrepe, kot so prilagajanje strategij uporabe ali nadomeščanje baterij. Ta funkcija močno izboljša zanesljivost litijevih baterij, nameščenih na stojalu, zmanjša stroške delovanja in vzdrževanja ter podaljša celotno življenjsko dobo baterije.
3 modularni in integriran dizajn izboljša prilagodljivost sistema
1. fleksibilna modularna arhitektura
Litijeve baterije, nameščene na stojalu, sprejmejo standardizirano modularno zasnovo, pri čemer vsak modul vsebuje določeno število baterijskih celic, podsisteme BMS in naprave za odvajanje toplote. Ta modularna arhitektura uporabnikom omogoča enostavno razširitev ali zmanjšanje zmogljivosti baterije glede na njihove dejanske potrebe. V porazdeljeni fotovoltaični elektrarni s širitvijo lestvice fotovoltaične energije morajo uporabniki le povečati ustrezno število litijevih baterijskih modulov, nameščenih na stojalu, da bi zadovoljili nove potrebe po shranjevanju energije, brez potrebe po obsežni transformaciji celotnega sistema za shranjevanje energije, kar močno izboljša prožnost in razširljivost sistema.
2. visoko integriran za izboljšanje uporabe prostora
Poleg modularnosti se za visoko integracijo razvijajo tudi litijeve baterije, nameščene na stojalu. Vključevanje modulov baterij, enote za pretvorbo energije (kot so pretvorniki, polnilniki) in sistemi za spremljanje v kompaktno stojalo zmanjšajo priključni kabli in namestitveni prostor med sistemskimi komponentami. Na primer, nekateri novi litijevi akumulatorski sistemi, nameščeni na stojalu, so z optimizacijo notranje strukturne zasnove zmanjšali prostornino pretvorbe moči in jo spretno integrirali na dnu stojala za baterijo, s čimer je bil celoten sistem manjši in bolj prostorno učinkovit, hkrati pa ohranja visoke zmogljivosti, še posebej primerne za omejene prostore mestne komercialne zgradbe in komunikacijske bazne postaje.