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Trockenwaren neun Arten von Energiespeicherbatterien Analyse und Zusammenfassung der Mängel

08 Jan, 2022

By hoppt

Energiespeicher

Unter Energiespeicherung versteht man vor allem die Speicherung elektrischer Energie. Energiespeicherung ist ein anderer Begriff im Zusammenhang mit Ölreservoirs, der die Fähigkeit des Pools darstellt, Öl und Gas zu speichern. Die Energiespeicherung selbst ist keine aufstrebende Technologie, aber aus industrieller Sicht ist sie gerade erst entstanden und steckt noch in den Kinderschuhen.

Bisher hat China noch nicht das Niveau erreicht, dass die USA und Japan die Energiespeicherung als eigenständige Industrie betrachten und besondere Fördermaßnahmen erlassen. Insbesondere in Ermangelung eines Zahlungsmechanismus für die Energiespeicherung hat das Kommerzialisierungsmodell der Energiespeicherbranche noch keine Gestalt angenommen.

Blei-Säure-Batterien werden in Hochleistungsbatterie-Energiespeicheranwendungen verwendet, hauptsächlich für die Notstromversorgung, Batteriefahrzeuge und die Speicherung überschüssiger Energie in Kraftwerken. Bei Gelegenheiten mit geringem Stromverbrauch können auch wiederaufladbare Trockenbatterien wie Nickel-Metallhydrid-Batterien, Lithium-Ionen-Batterien usw. verwendet werden. Dieser Artikel folgt dem Herausgeber, um die Vor- und Nachteile von neun Arten von Batterieenergiespeichern zu verstehen.

  1. Blei-Säure-Batterie

Hauptvorteil:

  1. Die Rohstoffe sind leicht verfügbar und der Preis relativ niedrig;
  2. Gute Hochgeschwindigkeitsentladungsleistung;
  3. Gute Temperaturleistung, kann in einer Umgebung von -40 bis +60 °C eingesetzt werden;
  4. Geeignet für schwebendes Laden, lange Lebensdauer und kein Memory-Effekt;
  5. Gebrauchte Batterien lassen sich leicht recyceln und schonen so die Umwelt.

Hauptnachteile:

  1. Geringe spezifische Energie, im Allgemeinen 30–40 Wh/kg;
  2. Die Lebensdauer ist nicht so gut wie bei Cd/Ni-Akkus;
  3. Der Herstellungsprozess verschmutzt leicht die Umwelt und muss mit drei Abfallbehandlungsgeräten ausgestattet sein.
  4. Ni-MH-Batterie

Hauptvorteil:

  1. Im Vergleich zu Blei-Säure-Batterien ist die Energiedichte erheblich verbessert, die Gewichtsenergiedichte beträgt 65 Wh/kg und die Volumenenergiedichte wird um 200 Wh/L erhöht;
  2. Hohe Leistungsdichte, kann mit großem Strom geladen und entladen werden;
  3. Gute Entladungseigenschaften bei niedrigen Temperaturen;
  4. Zykluslebensdauer (bis zu 1000 Mal);
  5. Umweltschutz und keine Umweltverschmutzung;
  6. Die Technologie ist ausgereifter als Lithium-Ionen-Batterien.

Hauptnachteile:

  1. Der normale Arbeitstemperaturbereich liegt zwischen -15 und 40 °C und die Leistung bei hohen Temperaturen ist schlecht.
  2. Die Arbeitsspannung ist niedrig, der Arbeitsspannungsbereich beträgt 1.0 bis 1.4 V;
  3. Der Preis ist höher als bei Blei-Säure-Batterien und Nickel-Metallhydrid-Batterien, aber die Leistung ist schlechter als bei Lithium-Ionen-Batterien.
  4. Lithium-Ionen-Akku

Hauptvorteil:

  1. Hohe spezifische Energie;
  2. Hochspannungsplattform;
  3. Gute Zyklusleistung;
  4. Kein Memory-Effekt;
  5. Umweltschutz, keine Umweltverschmutzung; Es handelt sich derzeit um eine der Batterien mit dem besten Potenzial für die Stromversorgung von Elektrofahrzeugen.
  6. Superkondensatoren

Hauptvorteil:

  1. Hohe Leistungsdichte;
  2. Kurze Ladezeit.

Hauptnachteile:

Die Energiedichte ist gering, sie beträgt nur 1–10 Wh/kg, und die Reichweite von Superkondensatoren ist zu kurz, um als Hauptstromversorgung für Elektrofahrzeuge verwendet zu werden.

Vor- und Nachteile der Batterieenergiespeicherung (neun Arten der Energiespeicherbatterieanalyse)

  1. Brennstoffzellen

Hauptvorteil:

  1. Hohe spezifische Energie und lange Fahrleistung;
  2. Hohe Leistungsdichte, kann mit großem Strom geladen und entladen werden;
  3. Umweltschutz, keine Umweltverschmutzung.

Hauptnachteile:

  1. Das System ist komplex und der technologische Reifegrad gering;
  2. Der Aufbau des Wasserstoffversorgungssystems hinkt hinterher;
  3. Es bestehen hohe Anforderungen an Schwefeldioxid in der Luft. Aufgrund der starken Luftverschmutzung im Inland haben inländische Brennstoffzellenfahrzeuge eine kurze Lebensdauer.
  4. Natrium-Schwefel-Batterie

Vorteil:

  1. Hohe spezifische Energie (theoretisch 760 Wh/kg; tatsächlich 390 Wh/kg);
  2. Hohe Leistung (Entladestromdichte kann 200–300 mA/cm2 erreichen);
  3. Schnelle Ladegeschwindigkeit (30 Minuten voll);
  4. Lange Lebensdauer (15 Jahre; oder 2500 bis 4500 Mal);
  5. Keine Umweltverschmutzung, recycelbar (Na, S-Rückgewinnungsrate beträgt nahezu 100 %); 6. Kein Selbstentladungsphänomen, hohe Energieumwandlungsrate;

unzureichend:

  1. Die Arbeitstemperatur ist hoch, die Betriebstemperatur liegt zwischen 300 und 350 Grad, und die Batterie benötigt beim Arbeiten eine gewisse Erwärmung und Wärmeerhaltung, und der Startvorgang ist langsam;
  2. Der Preis ist hoch, 10,000 Yuan pro Abschluss;
  3. Schlechte Sicherheit.

Sieben, Flow-Batterie (Vanadium-Batterie)

Vorteil:

  1. Sichere und tiefe Entladung;
  2. Große, unbegrenzte Lagertankgröße;
  3. Es gibt eine erhebliche Lade- und Entladerate;
  4. Lange Lebensdauer und hohe Zuverlässigkeit;
  5. Keine Emission, geräuscharm;
  6. Schnelle Lade- und Entladeumschaltung, nur 0.02 Sekunden;
  7. Die Standortauswahl unterliegt keinen geografischen Beschränkungen.

Mangel:

  1. Kreuzkontamination von positiven und negativen Elektrolyten;
  2. Einige verwenden teure Ionenaustauschmembranen;
  3. Die beiden Lösungen haben ein enormes Volumen und eine geringe spezifische Energie;
  4. Der Wirkungsgrad der Energieumwandlung ist nicht hoch.
  5. Lithium-Luft-Batterie

Fataler Fehler:

Das feste Reaktionsprodukt Lithiumoxid (Li2O) sammelt sich an der positiven Elektrode, blockiert den Kontakt zwischen dem Elektrolyten und der Luft und führt zum Stoppen der Entladung. Wissenschaftler gehen davon aus, dass Lithium-Luft-Batterien die zehnfache Leistung von Lithium-Ionen-Batterien haben und die gleiche Energie liefern wie Benzin. Lithium-Luft-Batterien laden Sauerstoff aus der Luft auf, sodass die Batterien kleiner und leichter sein können. Viele Labore auf der ganzen Welt erforschen diese Technologie, doch wenn kein Durchbruch gelingt, kann es bis zur Kommerzialisierung zehn Jahre dauern.

  1. Lithium-Schwefel-Batterie

(Lithium-Schwefel-Batterien sind ein vielversprechendes Energiespeichersystem mit hoher Kapazität)

Vorteil:

  1. Hohe Energiedichte, die theoretische Energiedichte kann 2600 Wh/kg erreichen;
  2. Niedrige Rohstoffkosten;
  3. Weniger Energieverbrauch;
  4. Geringe Toxizität.

Obwohl die Forschung an Lithium-Schwefel-Batterien Jahrzehnte gedauert hat und in den letzten zehn Jahren viele Erfolge erzielt wurden, ist es von der praktischen Anwendung noch ein weiter Weg.

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