Analyse approfondie de la technologie des piles au lithium
Le développement des batteries lithium-ion a commencé dans le domaine de la consommation, et se développe actuellement rapidement dans le domaine de la puissance et du stockage de l'énergie. Cet article présente les principales technologie des piles au lithium dans les piles au lithium de puissance et les piles au lithium de stockage d'énergie.
Table des matières
Itinéraire de la technologie des piles au lithium
La batterie au lithium-ion est une batterie secondaire dont le lithium est le vecteur d'énergie. Lors de la charge, les ions lithium sortent de la cathode, traversent l'électrolyte et le séparateur et s'intègrent dans l'anode. Le processus inverse se produit lors de la décharge. Les batteries lithium-ion se divisent en deux catégories : les batteries au phosphate de fer-lithium et les batteries au phosphate de fer-lithium. pile ternaire au lithium en fonction des différents matériaux de la cathode.
Dans la technologie des batteries au lithium, le phosphate de fer lithié est riche en ressources de production, et son coût, sa durée de vie et sa stabilité thermique sont supérieurs à ceux des matériaux ternaires. Il convient aux véhicules commerciaux, aux véhicules de tourisme bas de gamme, au stockage de l'énergie et à d'autres domaines. La capacité spécifique théorique (densité énergétique) de la batterie ternaire au lithium est supérieure de 60% à celle du phosphate de fer lithié, le taux de charge est plus élevé et les performances à basse température sont bonnes, ce qui convient aux véhicules de tourisme de moyenne et haute gamme.
Dans la technologie des piles au lithium, les piles au lithium ionique sont divisées en piles carrées, piles à poche et piles cylindriques en fonction des différents processus d'emballage.
Les avantages des piles prismatiques sont une grande fiabilité de l'emballage, une structure simple, une densité d'énergie élevée, une grande efficacité du groupe de systèmes et une stabilité relativement bonne. L'inconvénient est qu'il existe de nombreux modèles, que le processus est difficile à unifier et que les monomères sont très différents, ce qui fait que la durée de vie du système est inférieure à celle des monomères.
Les batteries de poche sont emballées avec un film plastique en aluminium, qui présente les avantages d'une densité énergétique élevée, d'un petit bloc-batterie et d'une longue durée de vie. L'inconvénient est que le film plastique aluminium haut de gamme dépend des importations, que l'efficacité de la production est faible et que le rendement est faible.
Dans la technologie des piles au lithium, l'emballage cylindrique à coque dure est très fiable et présente les avantages suivants : grande cohérence de la pile, technologie mature, faible coût, bon rendement de la pile et bonnes performances en matière de dissipation de la chaleur. Mais l'inconvénient est qu'il est difficile de concevoir la dissipation de la chaleur après le regroupement, et que la densité énergétique du système est faible.
Voie de la technologie des piles au lithium de puissance
Les batteries d'énergie au phosphate de fer-lithium ont retrouvé leur position dominante. Au cours des trois dernières années, avec la réduction des subventions politiques, les avantages du phosphate de fer-lithium en termes de coût et de sécurité sont progressivement apparus, la capacité installée sur le marché a augmenté rapidement et la part de marché s'est accrue d'année en année. En 2021, la capacité installée des batteries ternaires sera dépassée, et la part des batteries de puissance au premier semestre 2022 passera à 55%.
La capacité installée des batteries d'énergie en Chine a maintenu une tendance de croissance rapide, et le taux de croissance annuel composé atteindra 49% d'ici 2025. Stimulée par la croissance rapide des véhicules à énergie nouvelle en Chine, la capacité installée des batteries d'énergie en Chine atteindra 110,1 GWh au premier semestre 2022, soit une augmentation de 109,8% d'une année sur l'autre.
Dans la voie de la technologie des piles au lithium de puissance, en termes d'énergie spécifique élevée, la densité énergétique d'une seule pile à poche ternaire peut atteindre jusqu'à 300Wh/kg. Actuellement, l'énergie spécifique d'une batterie ternaire à enveloppe carrée est proche de 300Wh/kg, et la densité énergétique du système a atteint 255Wh/kg.
La densité énergétique de la batterie à lame (carrée) au phosphate de fer lithié est proche de 170 Wh/kg, et la densité énergétique du système dépasse 140 Wh/kg. L'énergie spécifique de la batterie à poche ternaire a atteint 300Wh/kg, et la densité énergétique du système a atteint près de 220Wh/kg.
En termes de haute sécurité, à ce stade, les performances de sécurité des batteries sont principalement améliorées par l'utilisation de trois méthodes : la sécurité du corps, la sécurité du processus et la sécurité incendie. La sécurité de la batterie dépend principalement de la modification et du revêtement d'électrolytes ininflammables et non inflammables, de séparateurs à point de fusion élevé et d'électrolytes à point de fusion élevé. matériaux de cathode pour améliorer la sécurité de la batterie elle-même.
En termes de durée de vie, la durée de vie des piles au phosphate de fer-lithium est généralement supérieure à celle des piles ternaires. La pile à lame au phosphate de fer-lithium a une durée de vie de plus de 5 000 fois, suivie par la pile ternaire à poche avec une durée de vie de plus de 3 000 fois, la pile carrée avec une durée de vie de plus de 2 000 fois et la pile cylindrique avec une durée de vie légèrement inférieure d'environ 1 000 fois.
En termes de performances de charge rapide, le taux de charge des batteries ternaires passe du taux actuel de 2C au taux de 5C, et le temps de charge est réduit de 60%. De nombreuses entreprises augmentent la vitesse de charge des batteries ternaires et améliorent les performances de charge rapide de la batterie en augmentant la tension de charge et la tolérance au courant élevé de la batterie.
Stockage de l'énergie route technologique des batteries au lithium
Dans le domaine de la technologie des batteries au lithium pour le stockage de l'énergie, le stockage de l'énergie à grande échelle est le principal scénario d'application. Les livraisons de batteries de stockage d'énergie en Chine ont maintenu une tendance de croissance rapide, avec un taux de croissance annuel moyen de plus de 50% au cours des trois prochaines années. En 2021, les livraisons de batteries de stockage d'énergie en Chine atteindront 48 GWh, soit une augmentation de 167% d'une année sur l'autre. On estime que la capacité installée dépassera 90 GWh en 2022, soit une augmentation de 88% en glissement annuel, et qu'elle dépassera 324 GWh en 2025.
Les batteries de stockage d'énergie chinoises sont principalement utilisées pour le stockage d'énergie à grande échelle (stockage d'énergie dans les systèmes électriques), le stockage d'énergie dans les systèmes de communication, le stockage d'énergie dans les ménages et les centrales électriques portables. Le stockage d'énergie à grande échelle est le principal scénario d'application des batteries de stockage d'énergie, qui sont principalement utilisées dans les systèmes conteneurisés de stockage d'énergie du côté de la production d'énergie, du côté du réseau et du côté de l'utilisateur, représentant 61% des expéditions totales.
Le deuxième est le stockage d'énergie pour les systèmes de communication, qui est principalement utilisé pour l'alimentation de secours des stations de base de communication, représentant 25%. Les produits de stockage d'énergie domestique sont principalement exportés vers les pays étrangers, et le stockage d'énergie portable représente la part la plus faible, avec seulement 3%. Un certain nombre d'entreprises ont pénétré le marché des batteries de stockage d'énergie avec des batteries de stockage d'énergie. Les batteries de stockage d'énergie sont dans une phase de développement rapide et la structure du marché est incertaine.
CATL a pris du retard grâce à sa forte capacité de contrôle des coûts et à ses avantages en termes d'échelle. Dans le domaine de la technologie des batteries au lithium pour le stockage de l'énergie, la tendance au développement des produits de batteries pour le stockage de l'énergie est à la normalisation des produits, aux batteries à grande échelle et à la démodularisation. Plusieurs entreprises entrent dans ce secteur et tentent de devenir plus grandes et plus fortes.
Au bout de trois ans, les plus forts seront toujours les plus forts, et les petits et moyens acteurs qui n'ont pas les avantages de l'échelle et la capacité de développer et de concevoir des batteries à haute performance seront éliminés à un rythme accéléré. Les batteries lithium-fer-phosphate sont devenues la voie principale des batteries de stockage d'énergie en Chine.
Les exigences de performance des piles au lithium comprennent la densité d'énergie, la densité de puissance, le coût, la durée de vie et la sécurité. Les applications de stockage d'énergie ont assoupli les exigences en matière de densité d'énergie et de densité de puissance des batteries, et l'accent a été mis sur la réduction des coûts de distribution et de stockage de l'électricité. Les batteries de stockage d'énergie doivent être peu coûteuses, avoir une longue durée de vie et garantir la sécurité des applications.
Les batteries au lithium ternaires ont une densité énergétique et une densité de puissance élevées, mais elles sont coûteuses et relativement peu sûres. Les documents chinois pertinents proposent que les centrales de stockage d'énergie électrochimique de moyenne et grande taille n'utilisent pas de batteries ternaires au lithium ni de batteries sodium-soufre, et que les batteries de puissance à utilisation en cascade ne soient pas utilisées.
Dans la technologie des piles au lithium, les piles au phosphate de fer lithié présentent une excellente sécurité, une longue durée de vie, d'abondantes réserves de métaux, un faible coût et une bonne protection de l'environnement, et sont devenues le principal choix de piles de stockage d'énergie.
Pêche
Bonjour Chers lecteurs, je me présente en toute confiance comme un auteur ayant une passion fervente pour l'écriture et une expérience substantielle dans l'industrie de l'échange de batteries. Je suis titulaire d'une licence en ingénierie électronique et j'ai travaillé comme ingénieur en batteries dans une entreprise renommée de batteries d'énergie. J'ai participé activement à divers projets de stations d'échange de motos et les ai dirigés, depuis la conception jusqu'à la mise en œuvre opérationnelle.
Au fil des ans, j'ai exploré et étudié en profondeur les technologies d'échange, les modèles commerciaux et les tendances du marché. Grâce à mon expérience pratique, j'ai acquis des connaissances précieuses, contribuant activement à divers aspects de la planification des stations, de la sélection des équipements et de la gestion opérationnelle.
Je suis impatient de partager mes idées et mes expériences dans le domaine de l'échange de batteries. Je pense que mes écrits vous aideront à mieux comprendre ce secteur en pleine évolution et vous fourniront des informations précieuses pour votre prise de décision. Embarquons ensemble pour un voyage passionnant à la découverte du monde de l'échange de batteries !
Analyse approfondie de la technologie des piles au lithium
Itinéraire de la technologie des piles au lithium
La batterie au lithium-ion est une batterie secondaire dont le lithium est le vecteur d'énergie. Lors de la charge, les ions lithium sortent de la cathode, traversent l'électrolyte et le séparateur et s'intègrent dans l'anode. Le processus inverse se produit lors de la décharge. Les batteries lithium-ion se divisent en deux catégories : les batteries au phosphate de fer-lithium et les batteries au phosphate de fer-lithium. pile ternaire au lithium en fonction des différents matériaux de la cathode.
Dans la technologie des batteries au lithium, le phosphate de fer lithié est riche en ressources de production, et son coût, sa durée de vie et sa stabilité thermique sont supérieurs à ceux des matériaux ternaires. Il convient aux véhicules commerciaux, aux véhicules de tourisme bas de gamme, au stockage de l'énergie et à d'autres domaines. La capacité spécifique théorique (densité énergétique) de la batterie ternaire au lithium est supérieure de 60% à celle du phosphate de fer lithié, le taux de charge est plus élevé et les performances à basse température sont bonnes, ce qui convient aux véhicules de tourisme de moyenne et haute gamme.
Dans la technologie des piles au lithium, les piles au lithium ionique sont divisées en piles carrées, piles à poche et piles cylindriques en fonction des différents processus d'emballage.
Les avantages des piles prismatiques sont une grande fiabilité de l'emballage, une structure simple, une densité d'énergie élevée, une grande efficacité du groupe de systèmes et une stabilité relativement bonne. L'inconvénient est qu'il existe de nombreux modèles, que le processus est difficile à unifier et que les monomères sont très différents, ce qui fait que la durée de vie du système est inférieure à celle des monomères.
Les batteries de poche sont emballées avec un film plastique en aluminium, qui présente les avantages d'une densité énergétique élevée, d'un petit bloc-batterie et d'une longue durée de vie. L'inconvénient est que le film plastique aluminium haut de gamme dépend des importations, que l'efficacité de la production est faible et que le rendement est faible.
Dans la technologie des piles au lithium, l'emballage cylindrique à coque dure est très fiable et présente les avantages suivants : grande cohérence de la pile, technologie mature, faible coût, bon rendement de la pile et bonnes performances en matière de dissipation de la chaleur. Mais l'inconvénient est qu'il est difficile de concevoir la dissipation de la chaleur après le regroupement, et que la densité énergétique du système est faible.
Voie de la technologie des piles au lithium de puissance
Les batteries d'énergie au phosphate de fer-lithium ont retrouvé leur position dominante. Au cours des trois dernières années, avec la réduction des subventions politiques, les avantages du phosphate de fer-lithium en termes de coût et de sécurité sont progressivement apparus, la capacité installée sur le marché a augmenté rapidement et la part de marché s'est accrue d'année en année. En 2021, la capacité installée des batteries ternaires sera dépassée, et la part des batteries de puissance au premier semestre 2022 passera à 55%.
La capacité installée des batteries d'énergie en Chine a maintenu une tendance de croissance rapide, et le taux de croissance annuel composé atteindra 49% d'ici 2025. Stimulée par la croissance rapide des véhicules à énergie nouvelle en Chine, la capacité installée des batteries d'énergie en Chine atteindra 110,1 GWh au premier semestre 2022, soit une augmentation de 109,8% d'une année sur l'autre.
Dans la voie de la technologie des piles au lithium de puissance, en termes d'énergie spécifique élevée, la densité énergétique d'une seule pile à poche ternaire peut atteindre jusqu'à 300Wh/kg. Actuellement, l'énergie spécifique d'une batterie ternaire à enveloppe carrée est proche de 300Wh/kg, et la densité énergétique du système a atteint 255Wh/kg.
La densité énergétique de la batterie à lame (carrée) au phosphate de fer lithié est proche de 170 Wh/kg, et la densité énergétique du système dépasse 140 Wh/kg. L'énergie spécifique de la batterie à poche ternaire a atteint 300Wh/kg, et la densité énergétique du système a atteint près de 220Wh/kg.
En termes de haute sécurité, à ce stade, les performances de sécurité des batteries sont principalement améliorées par l'utilisation de trois méthodes : la sécurité du corps, la sécurité du processus et la sécurité incendie. La sécurité de la batterie dépend principalement de la modification et du revêtement d'électrolytes ininflammables et non inflammables, de séparateurs à point de fusion élevé et d'électrolytes à point de fusion élevé. matériaux de cathode pour améliorer la sécurité de la batterie elle-même.
En termes de durée de vie, la durée de vie des piles au phosphate de fer-lithium est généralement supérieure à celle des piles ternaires. La pile à lame au phosphate de fer-lithium a une durée de vie de plus de 5 000 fois, suivie par la pile ternaire à poche avec une durée de vie de plus de 3 000 fois, la pile carrée avec une durée de vie de plus de 2 000 fois et la pile cylindrique avec une durée de vie légèrement inférieure d'environ 1 000 fois.
En termes de performances de charge rapide, le taux de charge des batteries ternaires passe du taux actuel de 2C au taux de 5C, et le temps de charge est réduit de 60%. De nombreuses entreprises augmentent la vitesse de charge des batteries ternaires et améliorent les performances de charge rapide de la batterie en augmentant la tension de charge et la tolérance au courant élevé de la batterie.
Stockage de l'énergie route technologique des batteries au lithium
Dans le domaine de la technologie des batteries au lithium pour le stockage de l'énergie, le stockage de l'énergie à grande échelle est le principal scénario d'application. Les livraisons de batteries de stockage d'énergie en Chine ont maintenu une tendance de croissance rapide, avec un taux de croissance annuel moyen de plus de 50% au cours des trois prochaines années. En 2021, les livraisons de batteries de stockage d'énergie en Chine atteindront 48 GWh, soit une augmentation de 167% d'une année sur l'autre. On estime que la capacité installée dépassera 90 GWh en 2022, soit une augmentation de 88% en glissement annuel, et qu'elle dépassera 324 GWh en 2025.
Les batteries de stockage d'énergie chinoises sont principalement utilisées pour le stockage d'énergie à grande échelle (stockage d'énergie dans les systèmes électriques), le stockage d'énergie dans les systèmes de communication, le stockage d'énergie dans les ménages et les centrales électriques portables. Le stockage d'énergie à grande échelle est le principal scénario d'application des batteries de stockage d'énergie, qui sont principalement utilisées dans les systèmes conteneurisés de stockage d'énergie du côté de la production d'énergie, du côté du réseau et du côté de l'utilisateur, représentant 61% des expéditions totales.
Le deuxième est le stockage d'énergie pour les systèmes de communication, qui est principalement utilisé pour l'alimentation de secours des stations de base de communication, représentant 25%. Les produits de stockage d'énergie domestique sont principalement exportés vers les pays étrangers, et le stockage d'énergie portable représente la part la plus faible, avec seulement 3%. Un certain nombre d'entreprises ont pénétré le marché des batteries de stockage d'énergie avec des batteries de stockage d'énergie. Les batteries de stockage d'énergie sont dans une phase de développement rapide et la structure du marché est incertaine.
CATL a pris du retard grâce à sa forte capacité de contrôle des coûts et à ses avantages en termes d'échelle. Dans le domaine de la technologie des batteries au lithium pour le stockage de l'énergie, la tendance au développement des produits de batteries pour le stockage de l'énergie est à la normalisation des produits, aux batteries à grande échelle et à la démodularisation. Plusieurs entreprises entrent dans ce secteur et tentent de devenir plus grandes et plus fortes.
Au bout de trois ans, les plus forts seront toujours les plus forts, et les petits et moyens acteurs qui n'ont pas les avantages de l'échelle et la capacité de développer et de concevoir des batteries à haute performance seront éliminés à un rythme accéléré. Les batteries lithium-fer-phosphate sont devenues la voie principale des batteries de stockage d'énergie en Chine.
Les exigences de performance des piles au lithium comprennent la densité d'énergie, la densité de puissance, le coût, la durée de vie et la sécurité. Les applications de stockage d'énergie ont assoupli les exigences en matière de densité d'énergie et de densité de puissance des batteries, et l'accent a été mis sur la réduction des coûts de distribution et de stockage de l'électricité. Les batteries de stockage d'énergie doivent être peu coûteuses, avoir une longue durée de vie et garantir la sécurité des applications.
Les batteries au lithium ternaires ont une densité énergétique et une densité de puissance élevées, mais elles sont coûteuses et relativement peu sûres. Les documents chinois pertinents proposent que les centrales de stockage d'énergie électrochimique de moyenne et grande taille n'utilisent pas de batteries ternaires au lithium ni de batteries sodium-soufre, et que les batteries de puissance à utilisation en cascade ne soient pas utilisées.
Dans la technologie des piles au lithium, les piles au phosphate de fer lithié présentent une excellente sécurité, une longue durée de vie, d'abondantes réserves de métaux, un faible coût et une bonne protection de l'environnement, et sont devenues le principal choix de piles de stockage d'énergie.
Pêche