processus de lithium de commercialisation dans une variété d'applications différentes pour plus de 20. Alors, pourquoi ils ne sont pas populaires pour le centre de données batterie de l'onduleur en elle? En fait, la raison est que, comme toutes les autres applications, piles au lithium dans les applications UPS ne sont pas disponibles pour le prix des fournisseurs UPS, densité d'énergie, de puissance, un équilibre raisonnable entre la sécurité et la fiabilité. Mais au cours des 10 dernières années, la composition chimique et la technologie lithium-ion améliorée a fourni une solution viable pour les fournisseurs UPS. Ces améliorations sont en grande partie en raison du développement de la poussée de l'industrie du véhicule électrique.
Dans les systèmes d'alimentation sans coupure UPS, back-up système d'alimentation de la batterie de la protection de l'alimentation toute dernière ligne de défense, mais aussi le maintien de l'alimentation importante et difficile, l'interruption du système de l'accident, une plus grande proportion des défaillances causées par la batterie par conséquent, les gens changent pour la technologie de batterie de secours sera plus prudent.
VRLAB après des décennies de développement ont été largement utilisés dans de nombreuses industries, également dans le centre de données, les communications et tous les types de chambres UPS est également préférable. Cependant, avec le développement des technologies de l'information, il faut une plus grande fiabilité du système d'alimentation, d'une plus grande sensibilisation à la protection de l'environnement, à cette fin, à résoudre de nombreux problèmes VRLAB encore plus urgent.
batteries VRLA, le phosphate de fer et lithium par rapport
1. Le rapport massique peut être plus faible, le rapport en volume de faible énergie, un poids important de la batterie, une grande surface.
2. Un faible rendement de charge-décharge, et charger et décharger l'efficacité est d'environ 92%, le rendement de charge-décharge diminuera après une période de temps.
3. Les batteries VRLA courte vie, la vie de la conception 5--8 ans, l'utilisation pratique principalement trois à cinq ans.
4. Les conditions de température élevée de fonctionnement, lorsque la température est supérieure à 25 degrés, la durée de vie de la batterie ambiante de montée en température lors de la rupture de la moitié 7 ~ 10 .
L'utilisation intensive du plomb de la batterie, une extraction, le traitement et l'utilisation sont susceptibles de causer une grave pollution environnementale.
Pour résoudre ce problème, l'industrie des communications et des marques bien connues de la batterie de phosphate de fer lithium haute puissance des applications de configuration UPS sont de plus en plus, le marché UPS une nouvelle tendance est l'intérêt croissant dans les centres de données et les applications UPS de batteries au lithium-ion. Par rapport aux batteries classiques au plomb-acide, batteries lithium-ion ont une durée plus longue, de plus petite taille et de poids, la capacité de fonctionner dans un environnement plus large, et une charge rapide à courant élevé et de décharge, la performance de température supérieure haute, à -10 ~ + 65 °] C où il peut bien fonctionner;. coût (TCO) a généralement mieux.
Phosphate de fer lithié structure interne et principe de fonctionnement
Structure de phosphate de fer de lithium peut être divisé plaque d'électrode interne, un séparateur, un électrolyte, le boîtier, la soupape de sécurité, bornes, etc., voir la figure 1.
Une configuration interne de la pile LiFePO4 de la Fig.
LiFePO4 gauche est une structure d'olivine comme une électrode positive de la batterie, la batterie est connectée à la borne positive d'une feuille d'aluminium, le droit est une batterie composée de carbone (graphite), pour former une électrode négative, la feuille de cuivre et le terminal négatif de la batterie, le séparateur est un intermédiaire, il est l'électrode positive et la espacées l'une de l'électrode négative, l'ion lithium Li + et des électrons e- ne peut pas passer entre l'extrémité supérieure et inférieure de la batterie est un électrolyte de la batterie, pour fournir un milieu de transport pour le mouvement d'ions lithium.
LiFePO4 pendant la charge de la batterie, l'électrode négative à l'extérieur le courant circule de l'électrode positive, conduisant à des ions lithium dans l'électrode positive treillis Li + libéré de l'oxyde de métal de transition et de lithium de phosphate ferrique, ou analogue, à travers le pont migration de l'électrolyte liquide à travers la membrane à l'anode, et l'embarqué le matériau de carbone de l'électrode négative de la structure stratifiée. Le volume du matériau de l'électrode positive est modifiée en raison de l'élimination des ions de lithium, mais la structure du squelette lui-même reste inchangée.
batterie LiFePO4 pendant la décharge, l'électrode négative de l'ion lithium Li + à partir de la couche de matériau carboné entre prolapsus, à travers le pont électrolyte liquide, la migration à travers la membrane de l'électrode positive et le matériau d'électrode positive dans le réseau, ce qui correspond courant de l'électrode positive à travers la charge externe flux négatif.
Lithium matériau de phosphate de fer est un matériau à base de phosphate de lithium de type olivine, une structure cristalline stable pendant la charge et la décharge se produit à peine la déformation ou de détérioration. De même, l'insertion d'ions lithium et une extraction répétée une seule cause des changements d'espacement couche de matériau négatif électrode, sans provoquer l'effondrement de la structure cristalline du matériau. Une batterie au lithium-ion est également désigné en tant que batteries de fauteuil à bascule. La structure cristalline de phosphate de fer de lithium Voir la figure 2.
2 LiFePO4 structure cristalline de la Fig.
Caractéristiques de lithium phosphate de fer
Les principaux points techniques de phosphate de fer de lithium comme suit: La 3.2V de tension nominale, le courant de charge est généralement de 0,2 ~ 0,5 ° C, le courant de charge maximum de 1 ~ 1.5C, la tension de charge de 3.65V ou de prestation moins stable; typiquement courant de décharge de 0,5 ~ 1C courant de décharge maximal de 5 ~ 10 ° C, la tension de terminaison de décharge de 2.0V; plage de température de fonctionnement de charge est de 0 ~ 55 , décharger la plage de température de travail de -20 ~ 60 .
phosphate de fer lithium présente les avantages suivants:
1. La tension de sortie élevée: en service à la plage de tension de phosphate de fer de lithium: 2,5 ~ 3,6 V, environ 3.2V Internet;
2. Une sécurité renforcée: matériau de cathode de phosphate de fer au lithium ayant une excellente performance électrochimique, la plate-forme est chargée très stable et de décharge, la configuration du processus de décharge stable, la sur-décharge à zéro volt. Même si la batterie de blessure interne ou externe, la batterie ne brûle pas, pas d'explosion, la sécurité est meilleure;
3. Une bonne performance à haute température. Température externe 65 et jusqu'à une température interne de 95 deg] C, à la température de fin de décharge de la batterie jusqu'à 160 , la sécurité de la structure de la batterie en bon état;
4. Produits à haute efficacité: Standard déchargée à 2 ~ 5C, décharge à haute intensité en continu jusqu'à 10 ° C, la décharge d'impulsion instantanée (10S) jusqu'à 20 ° C;
La durée de vie élevée du cycle: après 500 cycles, la capacité de décharge est restée supérieure à 95%;
6. Facile à utiliser: charge rapide;
7. Protection de l'environnement: l'ensemble du processus de production propre non toxique. Tous les ingrédients sont non toxiques.
8 Les ressources non limitées: le phosphate de fer lithium utilisant une source d'acide phosphorique, une source de lithium, un matériau source de fer, et aucune ressource de stratégie ressources limitées.
des ions de lithium de phosphate de fer de lithium par rapport aux autres propriétés
Lithium cobaltate (LiCoO2), le lithium nickelate (LiNiO2), le lithium manganate (LiMn2O4), la performance du phosphate de fer de lithium (LiFePO4), etc. Tableau 1 Comparaison de la matière d'électrode positive.
Tableau 1 lithium essai de produits de phosphate de fer
Selon le rapport d'inspection de la qualité Centre d'inspection du ministère des travailleurs de l'industrie de l'information, 19 indicateurs de test sont qualifiés, dont les principaux indicateurs sont présentés dans le tableau 2
Tableau 2 (700Ah) fer lithium rapport de test de phosphate
Performance du phosphate de fer au lithium et batteries VRLA (voir le tableau 3)
Tableau 3 phosphate de fer de lithium et la batterie plomb-acide comparaison des performances
phosphate de lithium-fer dans l'onduleur Application du système d'alimentation électrique
Selon les caractéristiques de phosphate de fer de lithium, le système d'alimentation est prévu dans l'onduleur, les seuls ups la tension de charge de la batterie est réglée à une tension souhaitée à une batterie au lithium. Les piles au lithium, même dans un état chargé est longue, puisque la protection équilibrée IBMS, la performance de la batterie elle-même est pas facile de changer.
une gestion intelligente de la charge intermittente et décharger les deux sous-étapes, comme suit: courant constant - phase de charge à tension constante à: charger le circuit de commande de charge batterie d'alimentation sur la base de la tension de chaque cellule, et commande la tension de charge de la charge satisfont de cellule de batterie , jusqu'à ce que toutes les batteries sont complètement chargées,: tension limite des exigences (3.7V cellulaire, la charge limite de tension)
phases de charge supplémentaire intermittent: la batterie pour compléter le courant constant - Procédé tension constante après la charge, la batterie est laissée commande passe BMS ouverts à l'état jusqu'à ce que SOC de réduction de la capacité de la batterie pour limiter la tension de la capacité initiale (dans laquelle X 75 de valeur est compris entre 95 ~), le BMS contrôle de la batterie pour ajouter le pouvoir de re-entrer dans l'état, suit électriquement la constante supplémentaire - mode de charge tension constante, debout à l'état ouvert, lorsque la panne de courant alternatif, le contrôle doit être en mesure de batterie BMS sans délai entre dans l'état de décharge (voir fig. 4).
Gestion de décharge intermittente schéma d'une batterie 4
T1 et T3 pour le processus de charge, T1 est constante - phase de charge à tension constante, T3 phase électrique reconstitution intermittent; phase de repos en circuit ouvert de la batterie T2, T4 pendant la décharge de la batterie.
UPS le phosphate de lithium et de fer des applications de la batterie de soupapes à réglage étanchéité et de l'investissement est relativement
Illustre - Data Center Configuration de la capacité de la batterie UPS:
Climatisation compartiment de la batterie de démarrage à la température ambiante a été mis en 25 , la capacité du système UPS 200 kVA (396V / 425A), le temps de décharge de la batterie de 0,5 heures. Calculé, configure 396V / 500Ah groupe de batteries plomb-acide 1 ou 396V / 200Ah batterie au lithium 1 groupe du fer. Considérons les mêmes conditions de charge de la pièce, qui couvre 28% de la première, celle-ci était de 16% en poids de la première. Utilisation des phosphates de fer et de lithium de grandes caractéristiques de décharge de courant, ce qui réduit la surface de la pièce et les exigences porteuses, plus facile puissance de dispersion.
Le système de gestion de batterie de trois couches, des batteries à l'armoire de batterie, armoire de batterie système parallèle, la fiabilité des couches de protection au lithium. Huawei système de gestion de lithium comprend une tension de cellule de batterie et de détection de température, les monomères sont la gestion des flux, charge et de décharge est détectée, SOC, SOH gestion, la gestion des alarmes, des rapports, des analyses et d'autres fonctions. panne de la batterie pour parvenir à l'identification en temps opportun, l'alerte précoce, l'isolation active.
En second lieu, le lithium a l'industrie de la technologie de partage de courant actif unique soutien mélanger anciens et nouveaux armoires batteries, comptoirs et armoires circulation de lithium peut être contrôlée au-dessous de 2%, de réduire considérablement Capex.
En ce qui concerne la conception de matériel, équipé d'un disjoncteur de l'armoire de batterie au lithium, le module de gestion de la batterie est équipé de fusibles, relais, lorsque la protection tombe en panne, une action rapide, pour protéger la batterie.
Dans l'exploitation et la gestion maintenance, le système de gestion de la batterie au lithium peut être intégré dans les systèmes de gestion UPS, la gestion de la batterie et le système de gestion UPS est un système complet. Système de gestion d'informations de la pile au lithium peut être téléchargé vers le système d'onduleur, et la gestion de réseau avec le système Huawei UPS, la gestion de la batterie intelligente, de réduire la fréquence de détection, de sorte que le lithium peut vérifier l'état de fonctionnement à tout moment, gérable et contrôlable.
conclusion
Une batterie au lithium-ion utilisant le premier, le bas à cause du coût initial plus élevé, et, deuxièmement, sa sécurité ne soit pas assurée. Mais nous pensons que la croissance de la capacité technologique de batterie lithium-ion arrive à maturité et la fabrication, et plus les fournisseurs commencent à entrer dans les applications batterie de phosphate de fer lithié UPS, tandis que le cycle de vie complet de la pratique pour le centre de données sensibilisation utilisateur final, tout comme batteries lithium-ion plus et la planification et de budgétisation plus déploiement. changement de stockage lorsque le centre de données est déjà en cours.
