Ang lithium batteries ay nagsisilbing midyum ng pag-iimbak ng enerhiya sa mga komersyal at pang-industriyang sistema ng energy storage, at ang epektibidad, gastos, at sustainability ng mga solusyon sa enerhiya ay nakadepende sa operational efficiency ng mga baterya. Para sa mga negosyo na nakatuon sa matatag na suplay ng enerhiya, mahalaga ang teknikal na hamon ng pagpapahaba ng cycle life ng lithium batteries upang mas mapangalagaan ang kalikasan sa paggamit ng enerhiya.

Bilang unang kumpanya sa industriya at sa larangan ng komersyal na storage ng enerhiya na tumulong at saksi sa ebolusyon ng lithium battery energy storage mula sa unang henerasyon hanggang sa ika-apat na henerasyon, ang aming 16 taong malalim na pag-unlad sa industriya at komersyal na storage ng enerhiya, ang Origotek Co. Ltd ay nag-customize ng mga solusyon sa enerhiya. Sa gawaing ito, tinulungan namin ang balanse sa pangangailangan ng enerhiya at haba ng buhay ng baterya sa peak shaving, backup power supply, at virtual power plant, pati na rin ang mga insight sa optimization ng performance ng baterya. Sa artikulong ito, pagsasamahin ang mga praktikal na gawain sa industriya at teknolohikal na inobasyon upang ilarawan ang mga pangunahing kadahilanang nagpapababa sa cycle life ng lithium battery at mga industriyal na kaugalian tungkol dito.

1. Mga Pangunahing Salik na Nakaaapekto sa Cycle Life ng Lithium Battery

Ang cycle life ng isang lithium baterya ay tinutukoy bilang bilang ng mga charge-discharge cycle na kayang dumaanan ng baterya bago ito umabot sa kapasidad na 80% ng orihinal na kapasidad. Mayroong industriya na pamantayan na 80% upang tukuyin ang kakayahan ng cycle life. May ilang magkakaugnay na aspeto sa metrikong ito, at ang kakayahang ipahayag ang iba't ibang aspeto nito ay pundamental sa pagpapahaba ng buhay ng baterya.

1.1 Pagkasira ng Materyal sa Electrode

Ang positibo at negatibong mga elektrodo ng mga bateryang lithium ay ang mga pangunahing lugar para sa pagsali at pag-alis ng mga ion ng litriyo. Sa kabuuan ng maraming siklo, ang istruktura ng kristal ng materyal sa elektrodo (tulad ng litriyong cobalt oxide, litriyong iron phosphate, at iba pa) ay bumubuwag, at bumababa ang bilang ng mga ion ng litriyo na magagamit. Halimbawa, sa matagalang charging na may mataas na kasalukuyang daloy sa mga komersyal na produktong pang-imbak ng enerhiya, mas mabilis na nabuo ang "dead lithium" sa negatibong elektrodo. Ang "dead lithium" ay tumutukoy sa mga ion ng litriyo na hindi na makapapasok muli sa positibong elektrodo, na nagdudulot ng malaking pagbaba sa kapasidad ng baterya at haba ng buhay nito.

1.2 Mga Kamalian sa Pamamahala ng Pag-charge at Pagbabawas

Isa sa mga pinakakaraniwang dahilan ng pagliit ng haba ng buhay ng baterya ay ang hindi tamang pagtatakda ng mga parameter ng pagsingil at pagbabawas. Ang sobrang pagsingil (pagkawala ng kontrol sa boltahe) ay maaaring magdulot ng pagkabulok ng elektrolito pati na rin ang oksihenasyon ng mga materyales sa electrode, at ang sobrang pagbabawas (pagkawala ng kontrol sa ilalim ng cut-off voltage) ay nagdudulot ng di-mabalik na pinsala sa negatibong electrode. Sa tunay na sitwasyon, ang ilang mga negosyo ay hindi binibigyang-pansin ang pagkakatugma sa pagitan ng mga tukoy na katangian ng baterya at ng kagamitan sa pagsingil nito, na nagreresulta sa sitwasyon ng sobrang pagsingil o sobrang pagbabawas. Lalo itong nakasisira sa cycle life ng mga sistema ng baterya na nakainstal para sa industriyal at komersyal na layunin.

1.3 Mga Pagbabago sa Temperatura ng Kapaligiran

Ang kontrol sa temperatura ay isang mahalagang katangian ng mga sistema ng lithium battery. Kapag ang temperatura ay lumampas sa 45°C, nagiging lubhang likido ang elektrolit ng baterya at nagaganap ang mga hindi gustong reaksyon kabilang ang pagkabulok ng elektrolit at pagsira sa electrode. Sa kabilang dulo, sa ilalim ng 0°C, natitigil ang paggalaw ng lithium-ion at hindi kumpleto ang intercalation, na nagdudulot ng pagtaas ng panloob na resistensya. Sa matinding mga kaso kung saan hindi kinokontrol ang temperatura sa mga sistema ng baterya, maaaring bumaba ang haba ng buhay ng baterya (cycle life) ng 30% hanggang 50%, na nananatiling isang malaking problema para sa imbakan ng enerhiya at mga aplikasyon sa industriya at komersiyo, lalo na't iba-iba ang heograpikal na kondisyon.

2. Mga Teknikal na Estratehiya upang Mapataas ang Cycle Life ng Lithium Battery

Ang The Origotek Co., Ltd. ay isinama ang mga pagsisikap sa pag-optimize mula sa mga nabanggit na salik sa pananaliksik at pagdidisenyo ng kanilang mga produkto sa enerhiyang pang-industriya at pangkomersyo sa ikaapat na henerasyon. Ang mga ganitong estratehiya ay nakatuon sa pagpapabuti sa haba ng ikot ng baterya habang pinapanatili ang katatagan nito sa ilalim ng mga kumplikadong sitwasyon sa paggamit.

2.1 I-optimize ang Pormulasyon ng Materyal na Elektrodo

Para sa mga produkto sa ikaapat na henerasyon, binago namin ang mga ratio ng materyal na elektrodo sa pamamagitan ng pagdaragdag ng manipis na dami ng niobiyum sa positibong elektrodo upang mapatatag ang istruktura ng kristal, at gumamit ng porous carbon coating sa negatibong elektrodo upang bawasan ang pagbuo ng 'dead lithium'. Dahil dito, lumampas sa 20% ang pagtaas sa haba ng ikot ng aming mga baterya sa enerhiya para sa industriya at kalakalan kumpara sa henerasyon tatlo, na ngayon ay umaabot sa higit sa 6,000 na ikot sa ilalim ng karaniwang kondisyon ng pag-charge at pag-discharge.

2.2 Ipapatupad ang Intelehenteng Pamamahala sa Pag-charge at Pag-discharge

Para sa mga aplikasyong pang-industriya at pangkomersyal, gumawa kami ng isang Sistema ng Pamamahala sa Pagpapakarga at Pagpapalabas (C&DMS) na nagtatakda at nag-aangkop nang mag-isa sa mga parameter ng kuryente at boltahe para sa anumang estado ng pagkarga (SOC) at sitwasyon ng temperatura.
• Habang nagkakarga, kapag ang SOC ay 80% pataas, lumilipat ito sa pare-parehong kuryente upang maiwasan ang sobrang pagkakarga.
• Habang nagpapalabas, napuputol ang sirkuito kapag ang SOC ay 20% pababa upang maiwasan ang sobrang pagpapalabas.
• Ito ay pinagsama upang makipag-ugnayan nang real time sa sistema ng pamamahala ng enerhiya at kasama ang SOC-optimal na peak shaving upang mapabuti ang estratehiya ng pagpapalabas at pagkakarga para sa mga nakaiskedyul na operasyon ng virtual power plant.

2.3 Gumamit ng Teknolohiyang Aktibong Kontrol sa Temperatura

Ang lahat ng aming mga sistema ng imbakan ng enerhiya para sa industriya at komersiyo ay may tampok na pagpapantay ng temperatura. Samakatuwid, ang mga sistemang ito ng imbakan ng enerhiya ay may dalawahang-mode na aktibong sistema ng temperatura na may mga tampok para sa paglamig at pagpainit.
• Sa ilalim ng mataas na temperatura, ang paglamig gamit ang temperature-controlled na liquid heat exchangers ay nagpapanatili sa baterya sa temperatura na 25-35°C.
• Sa ilalim ng mababang temperatura, ang PTC heater na may heat exchanger ay nagpapainit sa mga baterya at nagpapanatili sa kanila na higit sa 5°C. Partikular, bago mag-charge, isinasagawa ang pagpainit sa baterya hanggang umabot ito sa itaas ng 5°C upang mapabilis ang lithi intercalation.

Ito ay malaki ang nagpapahusay sa haba ng buhay at katiyakan ng mga sistema sa paligid ng mga ekstremong temperatura.

3. Paglalapat ng mga Estratehiya para sa Pagpapahaba ng Buhay sa Industriyal at Komersyal na Imbakan ng Enerhiya

Tungkol sa sustainable na paggamit ng enerhiya sa industriyal at komersyal na mga sitwasyon, ang mahabang buhay na mga baterya ay bahagi lamang ng solusyon. Mahalaga ang integrasyon ng baterya at demand-energy management. Ito ay naipatunayan na ng Origotek Co., Ltd. sa ilang mga halimbawa ng paggamit ng mga customer.

Halimbawa, sa pasadyang proyekto ng virtual power plant para sa sistema ng pag-imbak ng enerhiya sa Shandong (10MWh), malaki ang naging epekto ng pag-optimize sa mga estratehiya para sa buhay ng baterya. Dahil sa isang marunong na BMS at sistema ng kontrol sa temperatura, ang haba ng buhay ng pag-cyclo ng mga baterya ay nanatiling higit sa 90 porsiyento ng paunang kalagayan matapos ang 2 taon (higit sa 1,500 cycles). Ang kahusayan sa paghahatid ng enerhiya ng kliyente ay tumaas ng 15, at ang kabuuang gastos—lalo na ang gastos sa pagpapalit ng baterya—ay bumaba ng halos 40.

Sa isa pang proyektong pang-alis ng peak load sa Tianjin para sa isang industriyal na negosyo, binago ng aming ika-4 henerasyong produkto para sa komersyal at pang-industriyang pag-imbak ng enerhiya ang ritmo ng pagpapakarga at pagpapabaya batay sa iskedyul ng produksyon ng negosyo, na tumulong upang mapanatili ang negosyo sa proseso ng pagbabago sa enerhiya. Ang sistema ng baterya ay tumatakbo nang matatag sa loob ng 4 na taon at patuloy na sumusuporta nang maayos sa mga adhikain ng negosyo tungkol sa pagbabago sa enerhiya.

Kesimpulan

Nakamit ang haba ng siklo ng lithium baterya kapag isinaisip ang teknolohiya para sa mga materyales, napairal ang matalinong pamamahala, at binigyang-pansin ang lahat ng mga salik na pangkalikasan. Mula sa praktikal na pananaw, ang pagbaba sa gastos ng imbakan ng enerhiya at ang pagpapahaba sa buhay ng baterya ay isang panalo-panalo para sa mga industriyal at komersyal na negosyo sa ekosistema.

Sa merkado ng imbakan ng enerhiya para sa industriyal at komersyal na gamit, patuloy na magtutuon ang The Origotek Co., Ltd sa disenyo ng pasadyang mga solusyon para sa pag-optimize ng performance ng baterya, batay sa pag-unlad ng ikaapat na henerasyon ng mga sistema ng imbakan ng enerhiya, gamit ang masinsinang natutunan nilang kasanayan at ekspertisya sa energy storage. Patuloy naming tutulungan ang aming mga kliyente sa sektor ng industriya at komersiyo sa kanilang paglalakbay tungo sa pag-invest sa enerhiyang may katatagan at sa mga lipunang umuunlad.