Koho ʻana i ke ʻano o ka pila no nā hiʻohiʻona hoʻouka a hoʻokuʻu kiʻekiʻe: Stacking a Winding paha?

Ua hoʻokumu ʻia i ka makahiki 2002, he mea loea i ka hana ʻana i nā lako kamaʻilio a me ka hoʻohui ʻana i ka mālama ʻana i ka ikehu, a he hoa hilinaʻi o nā mea hoʻokele telecom nui ʻehā o Kina.

Ke pono i kahi ʻōnaehana mālama ikehu ke hāʻawi i ka mana kiʻekiʻe, ka pane pae millisecond, a me ka hana paʻa lōʻihi, ʻaʻole wale ka hoʻolālā ʻana o ka pila he pilikia hana hana. Akā, lilo ia i mea hoʻohālikelike ʻōnaehana koʻikoʻi e hoʻoholo ai i ka kaohi kū'ē kūloko, ka pono o ka hoʻokele wela, a me ke ola pōʻaiapuni. ʻOi loa aku i nā hiʻohiʻona hoʻouka/hoʻokuʻu o 3C–10C a ʻoi aku, hoʻopilikia pololei ke ʻano o ke kelepona kūloko i ka hoʻolaha kū'ē, ka polarization electrochemical, nā ala hoʻolaha wela, a me ka hoʻokele pilikia mechanical.

No nā ʻenekinia e komo ana i ke koho ʻana i ka ʻōnaehana mālama ikehu, e hoʻomaopopo ana i nā ʻokoʻa nui ma waena nā pila lithium i hoʻopaʻa ʻia a nā ʻeha ʻeha ma lalo o nā kūlana hana kiʻekiʻe he mea nui ia no ka hoʻokō ʻana i kahi hoʻolālā ʻōnaehana hilinaʻi.

Hoʻopili pono kēia ʻatikala i ka hana loea o nā ʻano like ʻole nā ʻano hana pākahiko i nā noi kiʻekiʻe mai nā manaʻo like ʻole, me ke ala o kēia manawa, ka impedance electrochemical, ke ʻano thermodynamic, ke kaumaha hoʻonohonoho, a me ka hoʻohālikelike ʻana o ka hoʻohui ʻōnaehana. Ke nānā pū nei hoʻi i ko lākou waiwai ʻenekinia hana i ka hoʻolālā huahana mālama ikehu o ka honua maoli.

1. Nā ʻano hana hoʻopili electrochemical-structural ma lalo o nā kūlana kiʻekiʻe

Ma lalo o nā kūlana haʻahaʻa (≤1C), ʻo ka pohō uila o ka pila e loaʻa nui mai ke kūpaʻa kūloko o nā mea a me ke kūpaʻa halihali ionic o ka electrolyte, ʻoiai ua kaupalena ʻia ka hopena o nā ʻokoʻa kūkulu.
Eia nō naʻe, i ka wā e ʻoi aku ai ke kumukūʻai ma mua o 3C, ke kū'ē ohmic (Rₒ), ke kū'ē ʻana i ka hoʻoili ʻana o ka uku (ʻO Rct), a piʻi koke ka polarization o ka hoʻohuihui ʻana, a hoʻomaka ka pilikia o ka hoʻolaha like ʻole o ke au i loko o ke kelepona e puka mai.

Hiki ke hōʻike ʻia ka volta terminal o kahi pākahiko penei:

kahi Rₒ pili loa ia me ka lōʻihi o ke ala o ke au i loko o ka mea hōʻiliʻili au electrode.

I loko o kahi ʻano ʻeha, hoʻoili ʻia ke au ma ka lōʻihi o ka pepa electrode, e hopena ana i kahi ala lawe electron lōʻihi. I ka hoʻohālikelike ʻana, hoʻohana kahi ʻano i hoʻopaʻa ʻia i nā ʻaoʻao he nui i hoʻopili ʻia ma ke ʻano like e hoʻokaʻawale i ke au, e ʻae ana iā ia e hele ma waena o nā electrodes ma ke kuhikuhi mānoanoa, e hoʻopōkole nui ana i ka mamao o ka lawe electron. Ma lalo o ka hoʻokuʻu pulse kiʻekiʻe, ʻike pololei ʻia kēia ʻokoʻa ma ke ala o kēia manawa i ka hāʻule ʻana o ke voltage a me ka ikaika o ka hana wela.

Hōʻike pinepine nā hoʻokolohua ʻenekinia i ka wā e piʻi ai ka nui o ka hoʻokuʻu ʻana mai 1C i ka 5C,
ʻOi aku ka piʻi ʻana o ka mahana o nā ʻeha ʻeha ma mua o nā ʻeha i hoʻopaʻa ʻia, e hōʻike ana i kahi
ʻoi aku ka nui o ka nui o ke au o loko. ʻAʻole wale kēia hopena o ka nui e pili ana i ka manawa koke
ka pono, akā hoʻolalelale hoʻi i ka hōʻino ʻia ʻana o ka ʻili SEI, no laila e hōʻemi ana i ke ola pōʻaiapuni.

2. Nā ʻano loea a me nā palena kiʻekiʻe o ka ʻōnaehana ʻeha

ʻO ke kaʻina hana wili ka ala ʻenehana paʻa loa i ka ʻoihana pākahi lithium a kūpono loa ia no nā cell cylindrical a me kekahi mau cell prismatic. ʻO kona hiʻohiʻona koʻikoʻi, ʻo ia ka wili mau ʻia ʻana o ka cathode, ka mea hoʻokaʻawale, a me ka anode i ke kaʻina o mea hoʻokaʻawale cathode-anode-mea hoʻokaʻawale e hana i kahi ʻano jelly-roll.

Hāʻawi kēia hoʻolālā i kekahi mau pono, me ka hana hana kiʻekiʻe, nā lako makua, ke kumukūʻai hiki ke hoʻokele ʻia, a me ke kūlike maikaʻi.

Eia nō naʻe, ma lalo o nā noi kiʻekiʻe, ke kū nei nā ʻano ʻeha i kekahi mau palena kino e paʻakikī ke pale aku.

Ka mua, nā hoʻolālā pākuhi hoʻokahi a i ʻole nā ​​​​​​hoʻolālā pākuhi palena hiki ke alakaʻi i ka hoʻohuihui ʻana o ke au. Ke hele ke au kiʻekiʻe ma o ke kelepona, makemake nui ke au e kahe ma nā wahi kokoke i nā ʻaoʻao, e hana ana i nā wahi wela kūloko.

ʻO ka lua, ke alo o kahi kikowaena hakahaka hoʻemi i ka hoʻohana volumetric, e kaupalena ana i ka lumi no ka hoʻomaikaʻi hou ʻana i ka nui o ka ikehu.

ʻO ke kolu, ʻo ke kulou ʻana o nā pepa electrode i ka wā o ke kaʻina hana wili e hoʻolauna i ka ke koʻikoʻi mīkini koena, ka mea e hoʻonui ai i ka hiki ke hoʻokahe ʻia o nā mea hana i ka wā o ka holo paikikala wikiwiki pinepine.

ʻOiai hiki i nā ʻenehana wili multi-tab a me nā ʻenehana pre-bending ke hōʻoluʻolu i kekahi o kēia mau pilikia, ʻo ke ʻano kūlohelohe e hopena mau ana i nā ala lawe electron lōʻihi a paʻakikī ke hōʻemi nui i ke kū'ē kūloko. No laila, i nā noi kahi i hana nui ai ka hana kiʻekiʻe, ke hāʻawi mālie nei nā ʻano ʻeha i nā ʻano i hoʻopaʻa ʻia.

3. Nā Pōmaikaʻi Kūkulu a me ke Kumu Kino o nā Pila Lithium i Hoʻopaʻa ʻia

Nā pila lithium i hoʻopaʻa ʻia ua kūkulu ʻia ma ke kau ʻana i nā cathodes, nā mea hoʻokaʻawale, a me nā anodes hoʻokahi a hoʻokahi. Aia ko lākou mau pono nui ma nā ala o kēia manawa i hoʻonohonoho pono ʻia a ka hoʻolaha like ʻana o ke kaumaha.

ʻO ka mea mua, mai ka manaʻo o ka hoʻolaha ʻana o kēia manawa, hoʻohana pinepine nā ʻano i hoʻopaʻa ʻia nā ʻaoʻao he nui i ka manawa like, e hiki ai ke hoʻolaha like ʻia ke au ma waena o ka mokulele electrode. Hele ke au ma o nā papa electrode ma ke kuhikuhi mānoanoa, e hoʻopōkole nui ana i ke ala a pēlā e hōʻemi ai i ke kū'ē ohmic. Ma nā hiʻohiʻona hoʻokuʻu ma luna 5C, ʻo ka hopena o ka hoʻomaikaʻi ʻana i ka hāʻule ʻana o ke voltage e lilo i mea koʻikoʻi loa.

ʻO ka lua, ma ke ʻano o ka hoʻokele wela, ʻo ka hoʻonohonoho papa o ka hale i hoʻopaʻa ʻia e ʻae i ka hanauna wela e ʻoi aku ka like, me ka hoʻopau ʻana i ka ʻāpana hōʻiliʻili wela i hoʻokumu ʻia e ke kumu hakahaka i loko o nā ʻeha ʻeha. ʻO kēia hoʻolaha wela like ʻana e hōʻemi i ka pilikia o ka wela nui kūloko a hāʻawi i kahi kahua kahua wela maikaʻi no ka hoʻolālā ʻana o ka ʻōnaehana hoʻoluʻu wai pae module a i ʻole ka hoʻolālā ʻana o ka ʻōnaehana hoʻoluʻu ea.

ʻO ke kolu, e pili ana i ke kūpaʻa mechanical, pale nā ​​​​​​hale i hoʻopaʻa ʻia i ke kulou ʻana o ka electrode a hāʻawi i kahi hoʻolaha koʻikoʻi ʻoi aku ka like.
I ka wā o ke kaʻapuni wikiwiki, piʻi ka alapine (frequency) o ka hoʻonui ʻana a me ka ʻūmiʻi ʻana o ka electrode. Hiki i ka hoʻolālā i hoʻopaʻa ʻia ke hōʻemi i ka pilikia o ka deformation separator a me nā micro-short circuits i hoʻokumu ʻia e ka hoʻonui ʻana o ke kaumaha. Hōʻike nā ʻikepili hoʻokolohua, ma lalo o ka ʻōnaehana mea like, hōʻike pinepine nā cell i hoʻopaʻa ʻia i kahi ʻoi aku ka nui o ka mālama ʻana i ka mana ma mua o 10% kiʻekiʻe ma mua o nā ʻeha i nā hoʻāʻo pōʻaiapuni kiʻekiʻe.

4. Ke Koʻikoʻi o ka Ikehu a me ka Hoʻohana ʻana i ka Lewa ma ka Pae ʻŌnaehana

I ka hoʻolālā ʻana o ka ʻōnaehana mālama ikehu, ʻaʻole wale ka nui o ka ikehu e pili i nā palena o kahi cell hoʻokahi, akā, i ka hoʻolālā keʻena holoʻokoʻa a me ka hoʻokele waiwai o ka papahana. ʻO ke kikowaena hakahaka o nā cell ʻeha e hōʻemi ana i ka hoʻohana volumetric, ʻoiai ʻo nā hale i hoʻopaʻa ʻia e hoʻomaikaʻi i ka pono o ka hoʻopiha ʻana i ka hakahaka ma o ka hoʻopaʻa ʻana i ka papa pālahalaha.

Hōʻike nā kumumanaʻo a me ka hoʻohana pono ʻana e hiki i nā ʻōnaehana i hoʻopaʻa ʻia ke hoʻokō ma kahi o 5%–10% kiʻekiʻe o ka nui o ka ikehu volumetric.

No nā ʻōnaehana mālama ikehu kalepa a me nā ʻoihana, unuhi ʻia kēia hoʻomaikaʻi ʻana i:

• Ka kiʻekiʻe kWh/m³
• ʻOi aku ka hoʻolālā o ke keʻena mālama liʻiliʻi
• Nā koi wahi lumi lako haʻahaʻa
• ʻOi aku ka maikaʻi o ke kumukūʻai o ka halihali a me ke kau ʻana

Ke hiki aku ka pae o ka ʻōnaehana i ka Pae MWh, hiki ke hoʻololi ʻia ka hoʻomaikaʻi ʻana i ka hoʻohana ʻana i ka wahi i lawe ʻia mai e nā ʻokoʻa kūkulu i mau pono kumukūʻai ʻenekinia koʻikoʻi.

5. Nā Pilikia ʻenehana o ke Kaʻina Hana Stacking a me nā ʻAno ʻOihana

Pono ke kaʻina hana stacking i ka pololei o nā lako hana, ʻoi aku ka lohi o ka manawa hana ma mua o ka wili ʻana, a pili i ka hoʻopukapuka mua ʻana i nā lako hana kiʻekiʻe. Eia nō naʻe, me ka oʻo ʻana o nā mīkini hoʻomoe wikiwiki, nā ʻōnaehana hoʻonohonoho ʻike, a me nā lako ʻoki-a-hoʻomoe i hoʻohui ʻia, ua hoʻomaikaʻi nui ʻia kona pono. Ua lawe mai kekahi mau lako holomua i ka pono o ke stacking kokoke i nā kaʻina hana wili.

Eia kekahi, ʻo ka puka ʻana mai o ʻenehana electrode maloʻo a nā ʻenehana hoʻohuihui hybrid stack-wind ke hiki ai i nā hale i hoʻopaʻa ʻia ke mālama i nā pono hana ʻoiai e hoʻemi mālie ana i ka ʻokoʻa kumukūʻai.

ʻAʻole wale ka hoʻokūkū o ka wā e hiki mai ana he mea o ke kau ʻana a me ka wili ʻana, akā, he ʻimi ʻana i ke kaulike kūpono ma waena ka pono o ka hana ʻana a me ka hana.

6. Mai ke ʻano o ke kelepona a i ka hoʻohui ʻenekinia pae ʻōnaehana

I nā noi mālama ikehu, pono e noʻonoʻo ʻia ke koho ʻana o ke ʻano o ke kelepona e like me ka hoʻolālā pae ʻōnaehana.

Hana maikaʻi nā pūnaewele i hoʻopaʻa ʻia me ke kūpaʻa haʻahaʻa i nā hiʻohiʻona hoʻonui like, e hāʻawi ana i ke kūlike o ka volta maikaʻi a me ka maʻalahi o ka BMS e hana. Ka loiloi SOC a me ka kaohi kaulikeI ka manawa like, ʻoi aku ka maikaʻi o ko lākou mau ʻano hoʻolaha wela i nā koi hoʻouka/hoʻokuʻu wikiwiki o nā ʻōnaehana inverter mana kiʻekiʻe.

I kā mākou hoʻolālā ʻōnaehana mālama ikehu modular, hoʻohana mākou i kahi hopena pākahiko lithium-ion hiki ke hoʻopaʻa ʻia e hoʻohui ana i nā ʻano hana kelepona hana kiʻekiʻe me kahi BMS akamai e hoʻokō i ka hoʻonui ʻana i ka mana hiki ke hoʻololi a me ka hoʻopuka wikiwiki paʻa. Kākoʻo ka ʻōnaehana i ka hoʻopiʻi wikiwiki a me ka hoʻokuʻu ʻana, hōʻike i ke ola pōʻaiapuni lōʻihi a me ka mālama haʻahaʻa, a kūpono no ka mālama ʻana i ka ikehu kalepa a me nā ʻoihana, ka hoʻohui ʻana o ka mālama ʻana i ka PV, a me nā noi mana hoʻihoʻi mana kiʻekiʻe.

ʻAʻole wale ka hoʻolālā modular e hōʻemi ana i ke kaomi hoʻopukapuka mua, akā e hoʻolilo pū i ka hoʻonui ʻana i ka mana i ka wā e hiki mai ana i mea maʻalahi.

7. Ka Loiloi Hoʻoholo ʻenekinia no ke Koho ʻana i ka Hana

I ka hana ʻenekinia, pono e loiloi piha ʻia ke koho ʻana o ka hale ma muli o nā ana aʻe:

• Inā ʻo ka noi ka mea nui haʻahaʻa ke kumukūʻai a me ke kumukūʻai koʻikoʻi, hāʻawi ke ʻano o ka ʻeha i nā pono o ka oʻo ʻana a me ka pono o ke kumukūʻai.
• Inā koi ka ʻōnaehana nā pulse pinepine o ke au kiʻekiʻe, ka hiki ke hoʻouka / hoʻokuʻu wikiwiki, a i ʻole ke ola pōʻaiapuni lōʻihi, hāʻawi ka hale i hoʻopaʻa ʻia i nā pono loea ikaika aʻe.
• Inā e hoʻomau ka papahana ka nui o ka mana kiʻekiʻe a me kahi hoʻolālā liʻiliʻi, ʻoi aku ka maikaʻi o ka hale i hoʻopaʻa ʻia ma ke ʻano o ka hoʻohana ʻana i ka wahi a me ka hoʻokele wela.

ʻO ke ʻano o nā noi kiʻekiʻe ka mana koʻikoʻi ma mua o ka mana koʻikoʻi.
Ke neʻe ka pahuhopu o ka ʻōnaehana mai ka mālama ikehu maʻalahi i ke kākoʻo mana a me ka pane ikaika, ke koho o ʻano hana pākahiko pono e neʻe i ke kū'ē kūloko haʻahaʻa a me ke kūlike kiʻekiʻe.

ʻO ke ʻano he hoʻokūkū i ka wā kiʻekiʻe

a me kona nā ala pōkole o ke au, ka hoʻolaha wela like ʻana, a me ke kūpaʻa mechanical maikaʻi, ka pākahiko lithium i hoʻopaʻa ʻia ke hoʻohana nui ʻia nei i nā noi kiʻekiʻe.

No nā ʻoihana e hoʻolālā ana i nā ʻōnaehana mālama ikehu a i ʻole e hoʻomaikaʻi ana i kā lākou huahana, ʻo ke koho ʻana i ka ʻano pākahiko kūpono ʻaʻole ia he pilikia loea wale nō, akā he mea hoʻi e pili ana i ka hilinaʻi lōʻihi a me ka hoʻihoʻi ʻana o ka papahana ma ka hoʻopukapuka kālā.