Hé! Az akkumulátor -energiatároló rendszerek (BESS) szállítójaként első kézből láttam annak fontosságát, hogy megértsük, hogyan működnek ezek a rendszerek, és ami még fontosabb: mi okozhatja őket az idő múlásával. Ebben a blogban lebontom a BESS fő degradációs mechanizmusait, így jobban megértheti, hogyan lehet a rendszert a legjobb formában tartani.
1. Kémiai lebomlás
Kezdjük a legalapvetőbb szempontból: az akkumulátorban lévő kémia. Az akkumulátorok, különösen a lítium -ionok, amelyeket széles körben használnak a BESS -ben, a kémiai reakciókra támaszkodnak az energia tárolására és felszabadítására.
Szilárd - elektrolit interfázis (SEI) képződése
A SEI egy vékony réteg, amely az anód felületén képződik az első néhány töltés -kisülési ciklus során. Olyan, mint egy védőpajzs, amely megakadályozza az elektrolit és az anód anyag közötti további reakciókat. Az idő múlásával azonban a SEI növekedhet. Ahogy növekszik, lítium -ionokat fogyaszt az elektrolitból, csökkentve a töltés tárolására rendelkezésre álló aktív lítium mennyiségét. Ez az akkumulátor kapacitásának csökkenéséhez vezet. Gondolj úgy, mint egy kicsit, mint egy lassú szivárgás a víztartályban; Az idő múlásával kevesebb víz van (vagy ebben az esetben lítium -ionokkal), amelyekkel együtt dolgozhat.
Elektrolit bomlás
Az akkumulátorban lévő elektrolit egy kritikus elem, amely lehetővé teszi az ionok mozgását az anód és a katód között. De ez nem elpusztíthatatlan. A magas hőmérséklet és a túltöltés az elektrolit lebomlását okozhatja. Amikor ez megtörténik, akkor gázbuborékokat és egyéb termékeket képezhet. Ezek a termékek blokkolhatják az ionok mozgását, növelve az akkumulátor belső ellenállását. És amint a belső ellenállás növekszik, az akkumulátor kevésbé lesz hatékony a töltés és a kibocsátás során. Megnézheti a miNapelemes rendszer lítium akkumulátor energiatároló rendszerrelAnnak érdekében, hogy megnézzük, hogyan dolgozunk ezen kémiai problémák enyhítésére a lítium -ion akkumulátorokban.
Katód és anód anyag lebomlása
A katód és az anód anyagok idővel is változásokon mennek keresztül. Például a lítium - kobalt - oxid katódokban az ismételt töltés -kisülési ciklusok az anyag kristályszerkezetének megváltozását okozhatják. Ez a lítium -ion interkalációs helyek elvesztéséhez vezethet, ami azt jelenti, hogy az akkumulátor nem tárolhat annyi lítium -ionot, mint régen. Hasonlóképpen, az anód anyag mechanikai stresszt tapasztalhat meg a kerékpározás során, ami repedéshez és porlasztáshoz vezet. Ezek a fizikai változások csökkentik az ioncsere számára rendelkezésre álló felületet, tovább rontva az akkumulátor teljesítményét.
2. Termikus lebomlás
A hőmérséklet óriási szerepet játszik a BESS lebomlásában. Az akkumulátorok érzékenyek mind a magas, mind az alacsony hőmérsékletre.
Magas - hőmérsékleti hatások
Amikor egy akkumulátor magas hőmérsékleten működik, a benne lévő kémiai reakciók felgyorsulnak. Ez eleinte jónak tűnhet, de valójában felgyorsítja az összes lebomlási folyamatot, amelyről korábban beszéltünk. A SEI réteg gyorsabban növekszik, az elektrolit gyorsabban bomlik, és a katód és az anód anyagok gyorsabban romlanak. A magas hőmérsékletek a termikus kiszabadulást is okozhatják, egy veszélyes helyzetet, amikor az akkumulátor hőmérséklete ellenőrizetlenül emelkedik, ami potenciális tűzhez vagy robbanáshoz vezet. Ennek megakadályozása érdekében gyakran a fejlett hőkezelési funkciókkal rendelkező rendszereinket tervezzükOtthoni rács hibrid inverter napenergia -rendszer-
Alacsony - hőmérsékleti hatások
Másrészt az alacsony hőmérséklet is problémát jelenthet. Alacsony hőmérsékleten az elektrolit viszkozitása növekszik, ami megnehezíti az ionok átmozdulását. Ez magasabb belső ellenállást és csökkentett teljesítményt eredményez. Előfordulhat, hogy észreveszi, hogy az akkumulátor nem működik olyan jól egy hideg téli napon. Olyan ez, mintha víz helyett vastag melaszon mozogna; Sokkal több erőfeszítést igényel (vagy ebben az esetben az energia), hogy a dolgok menjenek.
3. Mechanikus lebomlás
Az akkumulátorok nem csak a kémiára és a hőmérsékletre vonatkoznak; Mechanikai kihívásokkal is szembesülnek.
Bővítés és összehúzódás
A töltés során a kisülési ciklusok során az akkumulátor -elektródok bővülnek és összehúzódnak, amikor a lítium -ionokat beillesztik és eltávolítják. Ez az ismételt tágulás és összehúzódás mechanikai feszültséget okozhat az elektródokon. Az idő múlásával ez a stressz az elektródaanyagok repedéséhez és delaminálásához vezethet. Csakúgy, mint egy darab fadarab, amely folyamatosan előre -hátra hajlik, az elektródok végül elkezdenek lebontani.
Rezgés és sokk
Egyes alkalmazásokban a BESS rezgésnek és sokknak lehet kitéve. Például, ha egy akkumulátort telepítenek egy járműbe vagy egy mobil energiatároló egységbe, akkor a működés közben rezgéseket fog tapasztalni. Ezek a rezgések laza csatlakozást okozhatnak az akkumulátoron belül, növelve a belső ellenállást és potenciálisan rövid áramkörökhöz vezethetnek. A sokk, például a hirtelen ütés miatt, károsíthatja az akkumulátor belső szerkezetét, visszafordíthatatlan károkat okozva.
4. Elektromos lebomlás
Az, hogy az akkumulátor töltése és kisülése nagy hatással lehet az élettartamra.
Túltöltés és túlterhelés
Az akkumulátor túlterhelése túl sok lítium -ionot kényszerít a katódba, ami a katód anyagának lebontását okozhatja. Ez a lítiumfém képződéséhez is vezethet az anódon, ami súlyos biztonsági veszélyt jelent. A túlterhelés viszont viszont a katód túl sok lítium -ionot szabadíthat fel, ami szerkezeti változásokhoz és kapacitásvesztéshez vezet. Ezeknek a problémáknak a megakadályozása érdekében a BESS beépített - akkumulátorkezelő rendszerekben (BMS) érkezik, amely figyelemmel kíséri és vezérli a töltési és kisülési folyamatokat. Tudjon meg többet arról, hogy a BMS hogyan működik aÚjratölthető akkumulátorok napenergia rendszer-
Egyenetlen töltés és kisülés
Egy akkumulátorcsomagban az egyes celláknak kissé eltérő tulajdonságai lehetnek. Ha ezeket a sejteket a töltés és a kisülés során nem kiegyensúlyozzák megfelelően, akkor egyes sejtek túlterhelhetnek vagy túlterhelhetnek, míg mások alul vannak. Ez az egyenetlen töltés és kisülés felgyorsíthatja a teljes akkumulátorcsomag lebomlását.
Hogyan kezeljük ezeket a degradációs mechanizmusokat
BESS -beszállítóként folyamatosan dolgozunk ezen degradációs mechanizmusok leküzdésére szolgáló megoldásokon. Fejlett anyagokat és gyártási folyamatokat használunk a katód és az anód anyagok stabilitásának javítására. Hőgazdálkodási rendszereinket úgy terveztük, hogy az akkumulátort optimális hőmérsékleti tartományban tartsák, akár meleg, akár hideg. És a BMS folyamatosan fejlődik, hogy biztosítsa az egyes cellák egyenletes töltését és ürítését az akkumulátorban.
Ha érdekli, hogy többet megtudjon az akkumulátor energiatároló rendszereinkről, vagy bármilyen kérdése van arról, hogyan lehet megakadályozni a saját rendszerben a lebomlást, szeretnénk hallani rólad. Függetlenül attól, hogy háztulajdonos vagy megbízható energiatárolási megoldást keres, akár egy nagy méretű projektet tervező vállalkozástulajdonos, az Ön igényeinek megfelelő BESS -t tudunk biztosítani. Keresse meg velünk a konzultációt, és kezdjünk el egy beszélgetést arról, hogyan tudunk együtt dolgozni az energiatárolási követelmények teljesítése érdekében.
Referenciák
- Linden, D. és Reddy, TB (2002). Az akkumulátorok kézikönyve. McGraw - Hill.
- Tarascon, JM és Armand, M. (2001). Az újratölthető lítium akkumulátorok problémái és kihívásai. Nature, 414 (6861), 359 - 367.