Quais são as vantagens da bateria de armazenamento de energia?

Caminho técnico da indústria de armazenamento de energia da China - armazenamento de energia eletroquímica: Atualmente, os materiais catódicos comuns de baterias de lítio incluem principalmente óxido de cobalto e lítio (LCO), óxido de manganês e lítio (LMO), fosfato de ferro e lítio (LFP) e materiais ternários. O cobaltato de lítio é o primeiro material catódico comercializado com alta tensão, alta densidade de tap, estrutura estável e boa segurança, mas alto custo e baixa capacidade. O manganato de lítio tem baixo custo e alta tensão, mas seu desempenho de ciclo é ruim e sua capacidade também é baixa. A capacidade e o custo dos materiais ternários variam de acordo com o conteúdo de níquel, cobalto e manganês (além do NCA). A densidade de energia geral é maior do que a do fosfato de ferro e lítio e do cobaltato de lítio. O fosfato de ferro e lítio tem baixo custo, bom desempenho de ciclo e boa segurança, mas sua plataforma de tensão é baixa e sua densidade de compactação é baixa, resultando em baixa densidade de energia geral. Atualmente, o setor de energia é dominado por ternário e ferro de lítio, enquanto o setor de consumo é mais de cobalto de lítio. Os materiais de eletrodo negativo podem ser divididos em materiais de carbono e materiais sem carbono: os materiais de carbono incluem grafite artificial, grafite natural, microesferas de carbono mesofásicas, carbono macio, carbono duro, etc.; os materiais sem carbono incluem titanato de lítio, materiais à base de silício, materiais à base de estanho, etc. A grafite natural e a grafite artificial são atualmente as mais amplamente utilizadas. Embora a grafite natural tenha vantagens em custo e capacidade específica, seu ciclo de vida é curto e sua consistência é ruim; no entanto, as propriedades da grafite artificial são relativamente equilibradas, com excelente desempenho de circulação e boa compatibilidade com eletrólitos. A grafite artificial é usada principalmente para baterias de veículos de grande capacidade e baterias de lítio de consumo de ponta, enquanto a grafite natural é usada principalmente para baterias de lítio pequenas e baterias de lítio de consumo de uso geral. Os materiais à base de silício em materiais sem carbono ainda estão em processo contínuo de pesquisa e desenvolvimento. Os separadores de bateria de lítio podem ser divididos em separadores secos e separadores úmidos de acordo com o processo de produção, e o revestimento de membrana úmida no separador úmido será a principal tendência. O processo úmido e o processo seco têm suas próprias vantagens e desvantagens. O processo úmido apresenta poros pequenos e uniformes e uma película mais fina, mas o investimento é alto, o processo é complexo e a poluição ambiental é alta. O processo seco é relativamente simples, de alto valor agregado e ecologicamente correto, mas o tamanho dos poros e a porosidade são difíceis de controlar e o produto é difícil de diluir.

O caminho técnico da indústria de armazenamento de energia da China – armazenamento de energia eletroquímica: bateria de chumbo-ácido A bateria de chumbo-ácido (VRLA) é uma bateria cujo eletrodo é feito principalmente de chumbo e seu óxido, e o eletrólito é uma solução de ácido sulfúrico. No estado de carga da bateria de chumbo-ácido, o principal componente do eletrodo positivo é o dióxido de chumbo, e o principal componente do eletrodo negativo é o chumbo; no estado de descarga, os principais componentes dos eletrodos positivo e negativo são o sulfato de chumbo. O princípio de funcionamento da bateria de chumbo-ácido é que a bateria de chumbo-ácido é um tipo de bateria com dióxido de carbono e chumbo metálico esponjoso como substâncias ativas positivas e negativas, respectivamente, e solução de ácido sulfúrico como eletrólito. As vantagens da bateria de chumbo-ácido são cadeia industrial relativamente madura, uso seguro, manutenção simples, baixo custo, longa vida útil, qualidade estável, etc. As desvantagens são baixa velocidade de carregamento, baixa densidade de energia, vida útil curta, fácil poluição, etc. Baterias de chumbo-ácido são usadas como fontes de alimentação de reserva em telecomunicações, sistemas de energia solar, sistemas de comutação eletrônica, equipamentos de comunicação, pequenas fontes de alimentação de reserva (UPS, ECR, sistemas de backup de computador, etc.), equipamentos de emergência, etc., e como fontes de alimentação principais em equipamentos de comunicação, locomotivas de controle elétrico (veículos de aquisição, veículos de transporte automático, veículos elétricos), acionadores de ferramentas mecânicas (furadeiras sem fio, drivers elétricos, trenós elétricos), equipamentos/instrumentos industriais, câmeras, etc.

O caminho técnico da indústria de armazenamento de energia da China - armazenamento de energia eletroquímica: bateria de fluxo líquido e bateria de enxofre de sódio A bateria de fluxo líquido é um tipo de bateria que pode armazenar eletricidade e descarregar eletricidade através da reação eletroquímica de par elétrico solúvel no eletrodo inerte. A estrutura de um monômero típico de bateria de fluxo líquido inclui: eletrodos positivos e negativos; Uma câmara de eletrodo cercada por um diafragma e um eletrodo; Tanque de eletrólito, bomba e sistema de tubulação. A bateria de fluxo líquido é um dispositivo de armazenamento de energia eletroquímica que pode realizar a conversão mútua de energia elétrica e energia química através da reação de oxidação-redução de substâncias ativas líquidas, realizando assim o armazenamento e a liberação de energia elétrica. Existem muitos tipos subdivididos e sistemas específicos de bateria de fluxo líquido. Atualmente, existem apenas quatro tipos de sistemas de bateria de fluxo líquido que são realmente estudados em profundidade no mundo, incluindo bateria de fluxo líquido totalmente vanádio, bateria de fluxo líquido de zinco-bromo, bateria de fluxo líquido de ferro-cromo e bateria de fluxo líquido de polissulfeto de sódio/bromo. A bateria de sódio-enxofre é composta por eletrodo positivo, eletrodo negativo, eletrólito, diafragma e invólucro, o que a diferencia das baterias secundárias comuns (bateria de chumbo-ácido, bateria de níquel-cádmio, etc.). A bateria de sódio-enxofre é composta por eletrodo fundido e eletrólito sólido. A substância ativa do eletrodo negativo é o sódio metálico fundido, e a substância ativa do eletrodo positivo é o enxofre líquido e o sal de polissulfeto de sódio fundido. O ânodo da bateria de sódio-enxofre é composto por enxofre líquido, o cátodo é composto por sódio líquido e o tubo de alumínio beta feito de material cerâmico é separado no meio. A temperatura de operação da bateria deve ser mantida acima de 300 °C para manter o eletrodo em estado fundido. O caminho técnico da indústria de armazenamento de energia da China – célula de combustível: célula de armazenamento de energia de hidrogênio A célula de combustível de hidrogênio é um dispositivo que converte diretamente a energia química do hidrogênio em energia elétrica. O princípio básico é que o hidrogênio entra no ânodo da célula de combustível, se decompõe em prótons e elétrons gasosos sob a ação do catalisador, e os prótons de hidrogênio formados passam pela membrana de troca de prótons para atingir o cátodo da célula de combustível e se combinam com o oxigênio para gerar água. Os elétrons atingem o cátodo da célula de combustível por meio de um circuito externo para formar uma corrente. Essencialmente, é um dispositivo de geração de energia por reação eletroquímica. O tamanho do mercado da indústria global de armazenamento de energia — a nova capacidade instalada da indústria de armazenamento de energia dobrou — o tamanho do mercado da indústria global de armazenamento de energia — as baterias de íon-lítio ainda são a principal forma de armazenamento de energia — as baterias de íon-lítio têm as vantagens de alta densidade de energia, alta eficiência de conversão, resposta rápida e assim por diante, e atualmente representam a maior proporção da capacidade instalada, exceto para armazenamento bombeado. De acordo com o white paper sobre o desenvolvimento da indústria de baterias de íon-lítio da China (2022), lançado em conjunto pela EVTank e pelo Ivy Institute of Economics. De acordo com os dados do white paper, em 2021, as remessas globais totais de baterias de íons de lítio serão de 562,4 GWh, um aumento significativo de 91% em relação ao ano anterior, e sua participação nas novas instalações globais de armazenamento de energia também ultrapassará 90%. Embora outras formas de armazenamento de energia, como baterias de fluxo de vanádio, baterias de íons de sódio e ar comprimido, também tenham começado a receber cada vez mais atenção nos últimos anos, as baterias de íons de lítio ainda apresentam grandes vantagens em termos de desempenho, custo e industrialização. A curto e médio prazo, as baterias de íons de lítio serão a principal forma de armazenamento de energia no mundo, e sua participação nas novas instalações de armazenamento de energia permanecerá em um nível elevado.

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