La central eléctrica de almacenamiento de energía electroquímica carga y descarga los electrodos positivos y negativos de la batería mediante reacciones químicas para realizar la conversión de energía. La tecnología de baterías tradicional está representada por baterías de plomo-ácido, que han sido reemplazadas gradualmente por baterías de iones de litio, sodio-azufre y otras baterías de mayor rendimiento, más seguras y respetuosas con el medio ambiente debido a su mayor daño al medio ambiente. El almacenamiento de energía electroquímica tiene una velocidad de respuesta rápida y básicamente no se ve afectado por condiciones externas, pero tiene altos costos de inversión, vida útil limitada y capacidad de monómero limitada. Con el continuo desarrollo de los medios técnicos, el almacenamiento de energía electroquímica se utiliza cada vez más en diversos campos, especialmente en vehículos eléctricos y sistemas de energía.
En la actualidad, la industria del almacenamiento de energía electroquímica se ha formado inicialmente a escala industrial. La capacidad instalada en 2020 es de unos 2.494,7 MW. Se estima que la capacidad instalada acumulada alcanzará los 27.154,6 MW para 2025, logrando un crecimiento a escala del 61,2% de tasa de crecimiento anual compuesta.
Batería de iones de litio
La batería de litio es en realidad una batería de concentración de iones de litio, los electrodos positivo y negativo están compuestos de dos compuestos de intercalación de iones de litio diferentes. Durante la carga, los iones de litio se desintercalan del electrodo positivo y entran al electrodo negativo a través del electrolito. En este momento, el electrodo negativo está en un estado rico en litio y el electrodo positivo está en un estado pobre en litio. Por el contrario, durante la descarga, los iones de litio se desintercalan del electrodo negativo y se insertan en el electrodo positivo a través del electrolito. En este momento, el electrodo positivo está en un estado rico en litio y el electrodo negativo está en un estado pobre en litio. La batería de litio es la batería práctica con mayor densidad de energía en la ruta tecnológica relativamente madura; la eficiencia de conversión puede alcanzar el 95% o más; el tiempo de descarga puede alcanzar varias horas; los tiempos de ciclo pueden alcanzar 5000 veces o más y la respuesta es rápida.
Las baterías de litio se pueden dividir principalmente en cuatro categorías según los diferentes materiales del cátodo: baterías de óxido de cobalto y litio, baterías de manganato de litio, baterías de fosfato de hierro y litio y baterías de óxido compuesto metálico multicomponente. Los óxidos compuestos metálicos multicomponentes incluyen materiales ternarios níquel cobalto manganeso. Óxido de litio, aluminato de litio, níquel y cobalto, etc.
Las baterías de óxido de litio y cobalto se han utilizado como material principal de cátodos desde la comercialización de las baterías de iones de litio. Debido a la inestabilidad estructural del óxido de litio y cobalto a alto voltaje, el óxido de litio y cobalto se utiliza principalmente en aplicaciones de baterías pequeñas, como teléfonos móviles y computadoras.
Las primeras baterías de manganato de litio tienen poca compatibilidad con los electrolitos a altas temperaturas y sus estructuras son inestables, lo que provoca una pérdida excesiva de capacidad. Por lo tanto, las deficiencias de los ciclos deficientes a alta temperatura siempre han limitado la aplicación de manganato de litio en baterías de iones de litio. En los últimos años, la aplicación de tecnología de dopaje ha permitido que el manganato de litio tenga buenas propiedades de ciclo y almacenamiento a alta temperatura, y un pequeño número de empresas nacionales pueden prepararlo.
Las baterías de fosfato de hierro y litio tienen las características de alta estabilidad estructural y estabilidad térmica, excelente rendimiento del ciclo a temperatura ambiente y ricos recursos de hierro y fósforo, que son respetuosos con el medio ambiente. En los últimos años, las baterías de fosfato de hierro y litio se han utilizado ampliamente en el campo de los vehículos de nueva energía, especialmente en el campo de los vehículos comerciales, el almacenamiento de energía residencial y el almacenamiento de energía comercial.
Inspirada en la tecnología de dopaje de materiales elementales como el manganato de litio, la batería de material ternario combina las ventajas del cobaltato de litio, el niquelato de litio y el manganato de litio para formar un cobaltato de litio/niquelato de litio/manganato de litio tres. El sistema eutéctico de las fases tiene un ternario obvio. Efecto sinérgico, que hace que el rendimiento integral sea mejor que el de los compuestos de combinación única. Con el avance de la tecnología de producción, las baterías de material ternario ocupan rápidamente una posición importante en el campo de los vehículos de nueva energía, especialmente en el campo de los vehículos de pasajeros, y se han convertido en la ruta técnica con el mayor apoyo de subsidios gubernamentales, el mayor envío y continuo. expansión de la producción. .
En resumen, las baterías de litio se han convertido en la ruta tecnológica principal en virtud de sus propias ventajas de alta densidad de energía y alta densidad de potencia. Tienen la mayor capacidad instalada en almacenamiento de energía de mi país y la tasa de crecimiento más rápida, y se han convertido en la tecnología de almacenamiento de energía electroquímica de más rápido crecimiento. tecnología energética.
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