磷酸铁锂在小型风力发电设备发电中的应用.docxVIP

磷酸铁锂电池在新能源中的储能优势（环宇赛尔新能源冯祥明、高海云）摘要：在中小型风力发电、风光互补发电系统中，蓄电池是重要的辅助设备之一。蓄电池在系统中起着储存电能和稳定电压的重要作用。传统的阀控式密封铅酸蓄电池以其成本低廉、技术成熟，维护方便等优点得到广泛应用。然而，随着人们对系统要求的不断提高，传统的铅酸电池逐步显示出体积大、寿命短、污染环境等劣势。磷酸铁锂电池由于具有体积小、重量轻、循环寿命长、绿色无污染等众多优势，成为新能源储能的新宠。关键词：磷酸铁锂电池、储能随着风光互补等新能源及电网调峰储能的迅速发展，对储能电池的要求越来越高。传统的储能电池均采用铅酸电池。传统的阀控式密封铅酸蓄电池以其成本低廉、技术成熟，维护方便等优点得到广泛应用。但是铅酸电池比能量低，循环寿命短，生产和回收过程中对环境容易造成污染，因此，新一代绿色环保锂电池应运而生。目前新一代锂电池体系在结构设计上也有多种形式，而磷酸铁锂-碳材料构成，这种电池中以其磷酸铁锂材料为正极，人造石墨为负极，采用六氟磷酸锂的碳酸酯溶液为电解液，属于锂离子电池的一种。1.磷酸铁锂电池的工作原理磷酸铁锂电池是由磷酸铁锂-碳材料构成的电池，这种电池以磷酸铁锂材料为正极，人造石墨为负极，采用六氟磷酸锂的碳酸酯溶液为电解液，属于锂离子电池的一种，在结构设计上也有多种形式。磷酸铁锂电池的工作原理为：正极：负极：总反应：放电：上述反应的逆反应2.磷酸铁锂电池的安全优势磷酸铁锂材料化学性质非常稳定，尤其高温稳定性非常好，即使在很高的温度下也不能分解放出氧，不像锰酸锂材料在300℃左右释放出氧而与电解液，隔膜和负极材料发生剧烈的化学反应。因此，磷酸铁锂电池的安全性能非常好，不容易发生燃烧爆炸等危险。再配以科学合理的结构设计，其安全性进一步得到了提高，电池在受到撞击、针刺、短路情况下均不发生燃烧和爆炸。2.高能量密度尤其是采用软包装结构的电池，一方面可以提高电池的安全性，另一方面或显著提高磷酸铁锂储能电池的能量密度。例如：10Ah的液态软包装磷酸铁锂电池0.3C放电到2.0V时共放出25.2Wh的电能，而电池的重量为290克，因此，电池的重量比能量达到了121.9Wh/kg。相应的体积比能量约为210Wh/L。3. 磷酸铁锂电池的其他特点3.1输出电压高：2.5～3.65V，平台约3.2V；3.2安全性强：磷酸铁锂正极材料充放电平台十分平稳；安全性好、不燃烧、不爆炸；3.3高温性能好：充电时为0～55℃，放电时为-20～60℃；3.4高循环寿命：100%充放电（采用1C/1C充放），寿命大于2000次；3.5环保：整个生产过程清洁无毒。磷酸铁锂电池采用磷酸源、锂源、铁源为材料，不占用战略资源及稀有资源。3.6无记忆性效应：可充电电池常处于充满不放的条件下工作，容量会迅速低于额定容量值，这种现象叫做记忆效应，而磷酸铁锂电池无论出于什么状态，可以随充随用，无需先放电再充电。（磷酸铁锂电池充放电曲线）4.磷酸铁锂电池与铅酸电池的比较电池性能说明铅酸电池磷酸铁锂电池单体电压（V）23.2重量比能量（wh/kg）30~50110~130体积比能量（wh/L）80~120180~220循环寿命100%充放300-350≥2000次高温性能60℃一般优异充放电效率　80%99%安全性　优优环保　污染无污染由此，我们可以看出，磷酸铁锂电池在循环使用寿命、安全性能、综合性价比方面有着明显的优势。在相同体积下，磷酸铁锂电池的能量密度是铅酸电池的3～4倍，相同容量的磷酸铁锂电池比铅酸电池少35%～40%，5.磷酸铁锂电池在风光储能方面的应用目前环宇赛尔新能源股份有限公司生产的磷酸铁锂材料的首次充放电效率为99%以上，克容量达到135mAh/g以上，粒径控制在10微米以内，最大分布在5μm，比表面积严格控制在17m2/g，在行业内享有盛誉。采用的负极材料为中间相碳微球，首次充放电效率高达92%，克容量可达330mAh/g，性能非常稳定。电池隔膜采用美国Celgard公司的必威体育精装版产品，电解液为进口分装，电池的软包装材料均从日本进口。公司为河南省光伏材料重点实验室承建的单块发电功率为175Wp（35V）的太阳能电池组件，一共需要32块，共有16个光伏阵列，太阳能电池组件设计为5600W。储能配置为3.2V/200Ah锂电池75块，按5并15串连接，并配置所需的数字电压表、数字电流表。其技术性能指标达到或超过合同要求。6.总结随着国家新能源政策的实施，新一代磷酸铁锂电池在风能，太阳能储能，电网调峰，新能源汽车领域得到了广泛的关注，已经成为最适合的电池体系。