Liitiumakud toimivad energiasalvestusena äri- ja tööstuslike energiasalvestussüsteemides ning energialahenduste tõhusus, kulu ja jätkusuutlikkus sõltuvad akude tööefektiivsusest. Ettevõtete jaoks, kes on suunatud stabiilsele energiavarustusele, on liitiumakude tsükliiga pikendamise tehniline ülesanne oluline keskkonnasõbraliku energia kasutamise seisukohalt.

Olles esimene ettevõte tööstuses ja kaubandusliku energiakogumite valdkonnas, kes on aidanud ja tunnistatud liitiumakude energiakogumite arengut esimesest põlvkonnast kuni neljandani, on Origotek Co. Ltd. 16 aasta jooksul sügavalt arenenud selles valdkonnas ning kohandatud energialahendusi. Sellega oleme aidanud tasakaalustada energia küsimust ja aku eluiga tippkoormuse siledaks tegemisel, varuvoolu tarnimisel ja virtuaalsete elektrijaamade puhul ning teinud ülevaatlikke optimeerimisi energiaku jõudluses. Selles artiklis liidetakse tööstusharude tavapärased praktikad ja tehnoloogilised uuendused, et joonistada südamikku, mis vähendab liitiumakude tsüklitelgavust ja tsükliiga tööstuspraktikaid.

1. Liitiumakude tsükliiga mõjutavad peamised tegurid

Liitiumakude tsükliiga määratakse kui arv laadimis- ja lahtilaadimistsükleid, mida aku suudab läbi teha enne kui selle mahutavus langeb 80% -le algsest mahutavusest. Tsükliiga võime määramiseks on olemas tööstusharu standard 80%. Selle meetrika kohta on mitmeid omavahel seotud aspekte ja nende erinevate aspektide selgitamine on aluseks akude eluea pikendamisel.

1.1 Elektroodmaterjali degradatsioon

Liitumispatareide positiivsed ja negatiivsed elektroodid on liitiumioonide interkaleerimise ja deinterkaleerimise tuumakohad. Paljude tsüklite jooksul muutuvad elektroodmaterjalide (näiteks liitium-kobaltdioksiid, liitium-hepposfosfaat jne) kristallstruktuurid härgaks ja väheneb saadaolevate liitiumioonide arv. Näiteks kaubanduslikes energiasalvestusproduktides pikaajaline kõrgevooluline laadimine kiirendab nii nimega "surnud liitiumi" teket negatiivsel elektroodil. "Surnud liitium" tähendab liitiumioone, mis ei suuda enam positiivsesse elektroodi tagasi interkaleeruda, mille tulemusena väheneb oluliselt patarei mahutavus ja tsükkelugu.

1.2 Laadimis- ja tühjendusjuhtimisvigu

Üks levinuimaid põhjuseid, miks aku eluiga lüheneb, on laadimis- ja tühjenemisparameetrite vale häälestamine. Ülelaadimine (pinge kontrolli kaotus) võib põhjustada elektrolüüdi lagunemise ning elektroodmaterjalide oksüdatsiooni, samas kui ületühjenemine (kontrolli kaotus lõpetuspinge all) põhjustab negatiivse elektroodi pöördmatut kahjustumist. Reaalsetes olukordades jätavad mõned ettevõtted tähelepanuta vastavuse aku tehniliste nõuete ja aku laadimisseadme vahel, mis viib ülelaadimise/ületühjenemise olukordadeni. See on eriti kahjulik tööstuslikel ja kaubanduslikel eesmärkidel paigaldatud akusüsteemide tsükkelooja jaoks.

1.3 Keskkonna temperatuuri kõikumised

Temperatuuri reguleerimine on liitiumakude süsteemide oluline omadus. Kui temperatuur ületab 45°C, muutuvad aku elektrolüüdid väga vedelaks ja toimuvad kõrvalreaktsioonid, sealhulgas soovimatud elektrolüüdide lagunemine ja elektroodide korrosioon. Teisest küljest, 0°C allsetel tingimustel on liitiumioonide liikumine seiskunud ja interkalatsioon on ebapiisav, mis viib sisemise takistuse suurenemiseni. Ekstremaalsetes juhtudel, kus aku süsteemides temperatuuri ei kontrollita, võib akutsükli eluiga väheneda 30–50%, mis jääb oluliseks probleemiks energiasalvestuse ning tööstus- ja kaubandusrakenduste jaoks erinevate geograafiliste piirkondade arvestamisel.

2. Tehnilised strateegiad liitiumakude tsükkeloo maksimeerimiseks

The Origotek Co., Ltd. on integreerinud ülaltoodud teguritest tulenevad optimeerimisjõupingutused oma neljanda põlvkonna töinduslike ja kaubanduslike energiakogujate R&D-sse ja disaini. Need strateegiad on suunatud akutsükli eluea parandamisele, samal ajal kui säilitatakse stabiilsus keerukates kasutusoludes.

2.1 Optimeerida elektroodmaterjali koostist

Neljanda põlvkonna toodete puhul muutsime elektroodmaterjalide suhteid, lisades positiivsele elektroodile kristallstruktuuri stabiilsuse suurendamiseks niobiumi jälgedes ning negatiivsele elektroodile "surnud liitiumi" tekkimise vähendamiseks poorse süsinikukatte. See on viinud selle tööstuslike ja kaubanduslike energiakogujate akutsükli eluea tõusu rohkem kui 20% võrra võrreldes kolmanda põlvkonnaga, ületades nüüd standardsete laadimis- ja tühjendustingimuste korral 6000 tsüklit.

2.2 Rakendada nutikat laadi- ja tühjendusjuhtimist

Tööstus- ja kaubanduslike rakenduste jaoks oleme kohandanud laadimis- ja tühjenemisjuhtimissüsteemi (C&DMS), mis määrab iseseisvalt ja kohandab voolu ja pinge parameetreid igale laengutasemele (SOC) ja temperatuuritingimustele.
• Laadimisel, kui SOC on 80% või rohkem, lülitub see üle konstantse voolu režiimile, et vältida ülelaadimist.
• Tühjenemisel katkestatakse ahel, kui SOC on 20% või madalam, et vältida liigset tühjenemist.
• See on integreeritud, et suhelda reaalajas energiajuhtimissüsteemiga ning kasutada SOC-optimeeritud tipunihutamist, et parandada tühjenemis- ja laadimisstrateegiat virtuaalse elektrojaama planeeritud toimimiseks.

2.3 Kasutatakse aktiivset temperatuuri juhtimistehnoloogiat

Kõik meie tööstus- ja kaubanduslikud energiamahutid on varustatud temperatuuri tasandamise funktsioonidega. Seetõttu on energiamahutitel kahe režiimi aktiivne temperatuurisüsteem nii jahutuse kui ka soojuse funktsioonidega.
• Kõrgete temperatuuride tingimustes hoiab temperatuurijuhtimisel töötav vedeliksoojusvaheti aku temperatuuril 25–35 °C.
• Madalate temperatuuride tingimustes soojendab PTC-küttekeha koos soojusvahetiga akut ja hoiab selle üle 5 °C. Konkreetselt soojendatakse akut enne laadimist, kuni aku temperatuur on üle 5 °C, võimaldades liitiumi interkalatsiooni toimumist.

See suurendab märkimisväärselt süsteemide eluiga ja usaldusväärsust temperatuuri äärmustes ning nende läheduses.

3. Eluiga pikendavate strateegiate rakendamine töindus- ja kaubanduslikus energiasalvestuses

Pikaeluakud on ainult osa võrrandist, kui jutt käib jätkusuutlikust energia kasutamisest tööstus- ja kaubandussüsteemides. Võtmetähtsusega on akude ja nõudlusepõhise energiajuhtimise integreerimine. Seda on Origotek Co., Ltd. kinnitanud mitmes kliendile juhtunud kasutusnäites.

Näiteks Shandongi kohandatava energiapuhvri süsteemi virtuaalse elektrojaama projekti (10 MWh) puhul tegi akude eluiga strateegiate optimeerimine suurt vahet. Nutikas BMS ja temperatuurijuhtimissüsteem tagasid, et akude tsükkel on kahe aasta jooksul (üle 1500 tsükli) säilinud üle 90 algseisundist. Kliendi energiajuhtimise efektiivsus paranes 15 protsenti ning akude asendamise kogukulu langes peaaegu 40 protsenti.

Teises tippkoormuse vähendamise projekti raames Tianjini piirkonnas tööstusettevõttele kasutasime oma neljanda põlvkonna äri- ja tööstusliku energiapuhvri toodet, kohandades laadimis- ja tühjenemismustreid ettevõtte tootmisgraafiku alusel, mis aitas ettevõttel jätkata energiamahutamist. Akusüsteem on töötanud stabiilselt neli aastat ja toetanud ettevõtte energiamahutamise üleminekut suumata.

Kohustuslik väljaandmine

Liitiumaktsüklite eluiga saavutatakse siis, kui materjalide tehnoloogia on integreeritud, rakendatud nutikas juhtimine ja arvestatakse kõiki keskkonnamõjusid. Praktiliselt võttes on energiakulude hoiustamise maksumuse vähendamine ja akutsükli pikendamine kasumlik nii tööstus- kui ka kaubandusettevõtetele ökosüsteemis.

Tööstusliku ja kaubandusliku kasutuse energiahoidla turul jätkab The Origotek Co., Ltd agressiivselt omandatud energiahoidmise tava ja ekspertteadmisi, keskendudes kohandatud akute jõudluse optimeerimise lahenduste kujundamisele vastavalt neljanda põlvkonna energiahoidmise süsteemide iteratsioonile. Jätkame oma klientide toetamist tööstus- ja kaubandusvaldkondades energiahoidmise süsteemidega nende teel investeerida energiakandvasse jätkusuutlikkusse ja arenguriikide ühiskondadesse.