DKSESS 100KW HORS RÉSEAU/HYBRIDE TOUT-EN-UN SYSTÈME D'ÉNERGIE SOLAIRE

Comparaison des batteries dans le système de stockage d'énergie
Le stockage d’énergie de type batterie est un stockage d’énergie chimique.Elle peut être divisée en batterie au plomb, batterie au lithium, batterie au nickel-hydrogène, batterie à flux liquide (batterie au vanadium), batterie au sodium-soufre, batterie au plomb-carbone, etc. selon le type de batterie sélectionné.

1. Batterie au plomb
Les batteries au plomb comprennent les colloïdes et les liquides (la batterie au plomb dite ordinaire).Ces deux types de batteries sont utilisés selon différentes régions.La batterie colloïdale a une forte résistance au froid, et son efficacité énergétique de fonctionnement est bien meilleure que celle de la batterie liquide lorsque la température est inférieure à 15 °C, et ses performances d'isolation thermique sont excellentes.

La batterie au plomb colloïdal est une amélioration par rapport à la batterie au plomb courante avec électrolyte liquide.L'électrolyte colloïdal est utilisé pour remplacer l'électrolyte d'acide sulfurique, qui est meilleur que la batterie commune en termes de sécurité, de capacité de stockage, de performances de décharge et de durée de vie.La batterie au plomb colloïdal adopte un électrolyte gel et il n'y a pas de liquide libre à l'intérieur.Sous le même volume, l'électrolyte a une grande capacité, une grande capacité thermique et une forte capacité de dissipation thermique, ce qui peut éviter le phénomène d'emballement thermique des batteries générales ;La corrosion de la plaque d'électrode est faible en raison de la faible concentration d'électrolyte ;La concentration est uniforme et il n’y a pas de stratification électrolytique.

La batterie au plomb ordinaire est une sorte de batterie dont l'électrode est principalement constituée de plomb et de son oxyde, et l'électrolyte est une solution d'acide sulfurique.Dans l'état de décharge de la batterie au plomb, le composant principal de l'électrode positive est le dioxyde de plomb et le composant principal de l'électrode négative est le plomb ;En état de charge, les principaux composants des électrodes positives et négatives sont le sulfate de plomb.La tension nominale d'une batterie au plomb monocellulaire est de 2,0 V, qui peut être déchargée à 1,5 V et chargée à 2,4 V ;En application, six batteries au plomb à cellule unique sont souvent utilisées en série pour former une batterie au plomb nominale de 12 V, ainsi que 24 V, 36 V, 48 V, etc.

Ses avantages comprennent principalement : une étanchéité sûre, un système de libération d'air, un entretien simple, une longue durée de vie, une qualité stable, une fiabilité élevée et sans entretien ;L’inconvénient est que la pollution au plomb est importante et que la densité énergétique est faible (c’est-à-dire trop lourde).

2. Batterie au lithium
La « batterie au lithium » est une sorte de batterie contenant du lithium métallique ou un alliage de lithium comme matériau cathodique et une solution électrolytique non aqueuse.Elle est divisée en deux catégories : les batteries au lithium métal et les batteries au lithium-ion.

La batterie au lithium métal utilise généralement du dioxyde de manganèse comme matériau cathodique, du lithium métallique ou son alliage métallique comme matériau cathodique et utilise une solution électrolytique non aqueuse.Les batteries au lithium-ion utilisent généralement des oxydes métalliques d’alliage de lithium comme matériaux cathodiques, du graphite comme matériaux cathodiques et des électrolytes non aqueux.Les batteries lithium-ion ne contiennent pas de lithium métallique et peuvent être rechargées.La batterie au lithium que nous utilisons pour le stockage d'énergie est une batterie lithium-ion, appelée « batterie au lithium ».

Les batteries au lithium utilisées dans le système de stockage d'énergie comprennent principalement : la batterie au lithium fer phosphate, la batterie au lithium ternaire et la batterie au lithium manganate.La batterie unique présente une haute tension, une large plage de températures de fonctionnement, une énergie et une efficacité spécifiques élevées et un faible taux d'autodécharge.La sécurité et la durée de vie peuvent être améliorées en utilisant des circuits de protection et d'égalisation.Par conséquent, compte tenu des avantages et des inconvénients de diverses batteries, les batteries au lithium sont devenues le premier choix pour les centrales électriques de stockage d'énergie en raison de leur chaîne industrielle relativement mature, de leur sécurité, de leur fiabilité et de leur respect de l'environnement.

Ses principaux avantages sont : une longue durée de vie, une densité d’énergie de stockage élevée, un poids léger et une forte adaptabilité ;Les inconvénients sont une sécurité médiocre, une explosion facile, un coût élevé et des conditions d'utilisation limitées.

Phosphate de fer et de lithium
La batterie au lithium fer phosphate fait référence à la batterie lithium-ion utilisant du lithium fer phosphate comme matériau de cathode.Les matériaux cathodiques des batteries lithium-ion comprennent principalement le cobalate de lithium, le manganate de lithium, l'oxyde de lithium-nickel, les matériaux ternaires, le phosphate de fer lithium, etc. Le cobalate de lithium est le matériau cathodique utilisé par la plupart des batteries lithium-ion.

Le phosphate de fer et de lithium en tant que matériau pour batterie au lithium n'est apparu que ces dernières années.C’est en 2005 qu’une batterie lithium fer phosphate de grande capacité a été développée en Chine.Ses performances de sécurité et sa durée de vie sont incomparables avec d’autres matériaux.La durée de vie du cycle de charge et de décharge 1C atteint 2000 fois.La tension de surcharge d'une seule batterie est de 30 V, qui ne brûlera pas et la perforation n'explosera pas.Les batteries lithium-ion de grande capacité fabriquées à partir de matériaux cathodiques au lithium fer phosphate sont plus faciles à utiliser en série pour répondre aux besoins de charge et de décharge fréquentes des véhicules électriques.

Le phosphate de fer au lithium est une matière première non toxique, sans pollution, sûre et provenant de nombreuses sources, bon marché, longue durée de vie et autres avantages.C'est un matériau cathodique idéal pour les batteries lithium-ion de nouvelle génération.La batterie au lithium fer phosphate présente également des inconvénients.Par exemple, la densité de bourrage du matériau de cathode au lithium fer phosphate est faible et le volume de la batterie au lithium fer phosphate de capacité égale est plus grand que celui des batteries lithium-ion telles que le cobalate de lithium, il n'a donc aucun avantage dans les micro-batteries.

En raison des caractéristiques inhérentes du phosphate de fer et de lithium, ses performances à basse température sont inférieures à celles d'autres matériaux cathodiques tels que le manganate de lithium.En général, pour une seule cellule (notez qu'il s'agit d'une seule cellule plutôt que d'une batterie), les performances mesurées à basse température de la batterie peuvent être légèrement supérieures,

Ceci est lié aux conditions de dissipation thermique), son taux de rétention de capacité est d'environ 60 à 70 % à 0 ℃, 40 à 55 % à - 10 ℃ et 20 à 40 % à - 20 ℃.De telles performances à basse température ne peuvent évidemment pas répondre aux exigences d'utilisation de l'alimentation électrique.À l'heure actuelle, certains fabricants ont amélioré les performances à basse température du phosphate de fer et de lithium en améliorant le système électrolytique, en améliorant la formule de l'électrode positive, en améliorant les performances du matériau et en améliorant la conception de la structure cellulaire.

Batterie ternaire au lithium
La batterie au lithium polymère ternaire fait référence à la batterie au lithium dont le matériau de cathode est un matériau de cathode ternaire au lithium nickel cobalt manganate (Li (NiCoMn) O2).Le matériau cathodique composite ternaire est composé de sel de nickel, de sel de cobalt et de sel de manganèse comme matières premières.La proportion de nickel, de cobalt et de manganèse dans la batterie au lithium polymère ternaire peut être ajustée en fonction des besoins réels.La batterie avec un matériau ternaire comme cathode présente une sécurité élevée par rapport à la batterie au lithium-cobalt, mais sa tension est trop faible.

Ses principaux avantages sont : de bonnes performances de cycle ;L’inconvénient est que l’utilisation est limitée.Cependant, en raison du durcissement des politiques nationales sur les batteries ternaires au lithium, le développement des batteries ternaires au lithium a tendance à ralentir.

Batterie au lithium manganate
La batterie au lithium-manganate est l’un des matériaux de cathode lithium-ion les plus prometteurs.Comparé aux matériaux cathodiques traditionnels tels que le cobalate de lithium, le manganate de lithium présente les avantages de ressources riches, d'un faible coût, d'aucune pollution, d'une bonne sécurité, de bonnes performances de multiplication, etc. C'est un matériau cathodique idéal pour les batteries de puissance.Cependant, ses mauvaises performances en cycle et sa stabilité électrochimique limitent fortement son industrialisation.Le manganate de lithium comprend principalement du manganate de lithium spinelle et du manganate de lithium en couches.Le manganate de lithium spinelle a une structure stable et est facile à réaliser en production industrielle.Les produits du marché d'aujourd'hui sont tous de cette structure.Le manganate de lithium spinelle appartient au système cristallin cubique, groupe spatial Fd3m, et la capacité spécifique théorique est de 148 mAh/g.En raison de la structure tunnel tridimensionnelle, les ions lithium peuvent être retirés de manière réversible du réseau spinelle sans provoquer l'effondrement de la structure, ce qui lui confère d'excellentes performances de grossissement et une excellente stabilité.

3. Batterie NiMH
La batterie NiMH est une sorte de batterie offrant de bonnes performances.La substance active positive de la batterie nickel-hydrogène est Ni (OH) 2 (appelée électrode NiO), la substance active négative est l'hydrure métallique, également appelé alliage de stockage d'hydrogène (appelé électrode de stockage d'hydrogène), et l'électrolyte est une solution d'hydroxyde de potassium à 6 mol/L. .

La batterie au nickel-hydrure métallique est divisée en batterie au nickel-hydrure métallique haute tension et en batterie au nickel-hydrure métallique basse tension.

La batterie nickel-hydrure métallique basse tension présente les caractéristiques suivantes : (1) La tension de la batterie est de 1,2 ~ 1,3 V, ce qui équivaut à une batterie nickel-cadmium ;(2) Densité énergétique élevée, plus de 1,5 fois celle d’une batterie nickel-cadmium ;(3) Charge et décharge rapides, bonnes performances à basse température ;(4) scellable, forte résistance aux surcharges et aux décharges ;(5) Aucune génération de cristaux dendritiques, ce qui peut empêcher un court-circuit dans la batterie ;(6) Sûr et fiable, pas de pollution pour l’environnement, pas d’effet mémoire, etc.

La batterie nickel-hydrogène haute tension présente les caractéristiques suivantes : (1) Forte fiabilité.Il a une bonne protection contre les décharges et les surcharges, peut résister à un taux de décharge de charge élevé et n'a pas de formation de dendrites.Il possède une bonne propriété spécifique.Sa capacité de masse spécifique est de 60 A · h/kg, soit 5 fois celle d'une batterie nickel-cadmium.(2) Longue durée de vie, jusqu'à des milliers de fois.(3) Entièrement scellé, moins d'entretien.(4) Les performances à basse température sont excellentes et la capacité ne change pas de manière significative à -10 ℃.

Les principaux avantages de la batterie NiMH sont : une densité énergétique élevée, une vitesse de charge et de décharge rapide, un poids léger, une longue durée de vie, aucune pollution de l'environnement ;Les inconvénients sont un léger effet de mémoire, davantage de problèmes de gestion et une fusion facile d'un séparateur de batterie unique.

4. Cellule à circulation
La batterie à flux liquide est un nouveau type de batterie.La batterie à flux liquide est une batterie haute performance qui utilise des électrolytes positifs et négatifs pour se séparer et circuler séparément.Il présente les caractéristiques d'une capacité élevée, d'un large champ d'application (environnement) et d'une longue durée de vie.Il s'agit actuellement d'un nouveau produit énergétique.

La batterie à flux liquide est généralement utilisée dans le système de centrale de stockage d'énergie, qui comprend une unité de pile, une solution électrolytique et une unité de stockage et d'alimentation de solution électrolytique, une unité de contrôle et de gestion, etc. Le noyau est composé d'une pile et (la pile est composé de dizaines de cellules pour la réaction d'oxydo-réduction) et d'une seule cellule pour le chargement et la décharge selon des exigences spécifiques en série, et sa structure est similaire à celle d'une pile à combustible.

La batterie à flux de vanadium est un nouveau type d’équipement de stockage d’énergie et de stockage d’énergie.Il peut non seulement être utilisé comme dispositif de stockage d'énergie de soutien pour les processus de production d'énergie solaire et éolienne, mais peut également être utilisé pour l'écrêtage des pointes du réseau électrique afin d'améliorer la stabilité du réseau électrique et d'assurer la sécurité du réseau électrique.Ses principaux avantages sont : une disposition flexible, une longue durée de vie, des temps de réponse rapides et aucune émission nocive ;L’inconvénient est que la densité énergétique varie considérablement.

5. Batterie au sodium-soufre
La batterie sodium-soufre est composée d'un pôle positif, d'un pôle négatif, d'un électrolyte, d'un diaphragme et d'une coque.Contrairement aux batteries secondaires ordinaires (batteries au plomb, batteries au nickel-cadmium, etc.), la batterie au sodium-soufre est composée d'une électrode fondue et d'un électrolyte solide.La substance active du pôle négatif est le sodium métallique fondu et la substance active du pôle positif est le soufre liquide et le polysulfure de sodium fondu.Batterie secondaire avec du sodium métallique comme électrode négative, du soufre comme électrode positive et un tube en céramique comme séparateur d'électrolyte.Sous un certain degré de fonctionnement, les ions sodium peuvent réagir de manière réversible avec le soufre à travers la membrane électrolytique pour former une libération et un stockage d'énergie.

En tant que nouveau type de source d’énergie chimique, ce type de batterie a été considérablement développé depuis sa création.La batterie au sodium-soufre est de petite taille, de grande capacité, longue durée de vie et haute efficacité.Il est largement utilisé dans le stockage de l'énergie électrique, comme l'écrêtage des pics et le remplissage des vallées, l'alimentation électrique de secours et la production d'énergie éolienne.

Ses principaux avantages sont les suivants : 1) Elle possède une énergie spécifique plus élevée (c'est-à-dire l'énergie électrique effective par unité de masse ou unité de volume de la batterie).Son énergie spécifique théorique est de 760 Wh/Kg, qui a en réalité dépassé 150 Wh/Kg, soit 3 à 4 fois celle d'une batterie au plomb.2) En même temps, il peut se décharger avec un courant important et une puissance élevée.Sa densité de courant de décharge peut généralement atteindre 200-300 mA/cm2, et il peut libérer 3 fois son énergie inhérente en un instant ;3) Efficacité de charge et de décharge élevée.

La batterie sodium-soufre présente également des inconvénients.Sa température de fonctionnement est de 300 à 350 ℃, la batterie doit donc être chauffée et maintenue au chaud pendant le fonctionnement.Cependant, ce problème peut être résolu efficacement en utilisant une technologie d’isolation thermique sous vide haute performance.

6. Batterie au plomb et au carbone
La batterie au plomb-carbone est une sorte de batterie au plomb capacitive, qui est une technologie évoluée à partir de la batterie au plomb traditionnelle.Il peut améliorer considérablement la durée de vie de la batterie au plomb en ajoutant du charbon actif au pôle négatif de la batterie.

La batterie au plomb-carbone est un nouveau type de super batterie, qui combine la batterie au plomb et le super condensateur : elle met non seulement en valeur les avantages de la charge instantanée de grande capacité du super condensateur, mais fait également jouer l'énergie spécifique. avantage de la batterie au plomb et a de très bonnes performances de charge et de décharge - elle peut être complètement chargée en 90 minutes (si la batterie au plomb est chargée et déchargée de cette manière, sa durée de vie est inférieure à 30 fois).De plus, grâce à l'ajout de carbone (graphène), le phénomène de sulfatation de l'électrode négative est évité, ce qui améliore le facteur de défaillance de la batterie dans le passé et prolonge la durée de vie de la batterie.

La batterie au plomb-carbone est un mélange de supercondensateur asymétrique et de batterie au plomb sous forme de connexion parallèle interne.En tant que nouveau type de super batterie, la batterie au plomb-carbone est une combinaison des technologies de la batterie au plomb et du supercondensateur.Il s'agit d'une batterie de stockage d'énergie à double fonction avec à la fois des caractéristiques capacitives et des caractéristiques de batterie.Par conséquent, il permet non seulement de tirer pleinement parti des avantages de la charge instantanée de super condensateurs avec une grande capacité, mais également de tirer pleinement parti des avantages énergétiques des batteries au plomb, qui peuvent être complètement chargées en une heure.Il a de bonnes performances de charge et de décharge.En raison de l'utilisation de la technologie plomb-carbone, les performances des batteries plomb-carbone sont de loin supérieures à celles des batteries plomb-acide traditionnelles, qui peuvent être utilisées dans les véhicules à énergie nouvelle, tels que les véhicules électriques hybrides, les vélos électriques et d'autres domaines ;Il peut également être utilisé dans le domaine du nouveau stockage d’énergie, comme la production d’énergie éolienne et le stockage d’énergie.