Framsteg inom batteriteknologi för marina energilagringssystem

Förord

När världen växlar mot grönare energilösningar har litiumbatterier ökat uppmärksamhet. Medan elektriska fordon har varit i rampljuset i över ett decennium har potentialen för elektriska energilagringssystem i marina miljöer förbises. Det har emellertid skett en ökning av forskningen med fokus på att optimera lagringslitiumbatterier och laddningsprotokoll för olika båtapplikationer. Litiumjonfosfatdjupcykelbatterier i detta fall är särskilt attraktiva på grund av deras höga energitätheter, god kemisk stabilitet och långvarig cykellivslängd under de stränga kraven i marina framdrivningssystem

När installationen av lagringslitiumbatterier får fart, gör det också genomförandet av förordningar för att säkerställa säkerhet. ISO/TS 23625 är en sådan reglering som fokuserar på val av batteri, installation och säkerhet. Det är avgörande att notera att säkerheten är av största vikt när det gäller användning av litiumbatterier, särskilt när det gäller brandrisker.

Marin energilagringssystem

Marina energilagringssystem blir en alltmer populär lösning i den marina industrin när världen rör sig mot en mer hållbar och miljövänlig framtid. Som namnet antyder är dessa system utformade för att lagra energi i en marin miljö och kan användas för en mängd olika ändamål, från att driva fartyg och båtar till att tillhandahålla säkerhetskopieringskraft i en nödsituation.

Den vanligaste typen av marin energilagringssystem är ett litiumjonbatteri på grund av dess höga energitäthet, tillförlitlighet och säkerhet. Litiumjonbatterier kan också skräddarsys för att uppfylla de specifika effektkraven för olika marina applikationer.

En av de viktigaste fördelarna med marina energilagringssystem är deras förmåga att ersätta dieselgeneratorer. Genom att använda litiumjonbatterier kan dessa system erbjuda en pålitlig och hållbar kraftkälla för en mängd olika applikationer. Detta inkluderar hjälpkraft, belysning och andra elektriska behov ombord på ett fartyg eller fartyg. Utöver dessa applikationer kan marina energilagringssystem också användas för att driva elektriska framdrivningssystem, vilket gör dem till ett genomförbart alternativ till konventionella dieselmotorer. De är särskilt lämpade för mindre fartyg som arbetar i ett relativt begränsat område.

Sammantaget är marina energilagringssystem en nyckelkomponent i övergången till en mer hållbar och miljövänlig framtid inom marinindustrin.

Fördelar med litiumbatterier

En av de mest tydliga fördelarna med att använda lagringslitiumbatterier jämfört med dieselgenerator är bristen på giftiga utsläpp och växthusgaser. Om batterierna laddas med rena källor som solpaneler eller vindkraftverk kan det utgöra en 100% ren energi. De är också billigare när det gäller underhåll med färre komponenter. De producerar mycket mindre buller, vilket gör dem idealiska för dockningssituationer nära bostads- eller befolkade områden.

Lagringslitiumbatterier är inte den enda typen av batterier som kan användas. I själva verket kan marina batterisystem delas upp i primära batterier (som inte kan laddas) och sekundära batterier (som kan laddas kontinuerligt). Det senare är mer ekonomiskt fördelaktigt i en långsiktig applikation, även när man överväger kapacitetsnedbrytning. Ledsyrabatterier användes ursprungligen och lagringslitiumbatterier betraktas som nyligen nya batterier. Forskning har emellertid visat att de ger högre energitätheter och långvarig livslängd, vilket innebär att de är bättre lämpade för långväga applikationer och hög belastning och höghastighetskrav.

Oavsett dessa fördelar har forskare inte visat några tecken på självständighet. Under åren har många mönster och studier fokuserat på att förbättra prestandan för lagringslitiumbatterier för att förbättra deras marina applikation. Detta inkluderar nya kemiska blandningar för elektroderna och modifierade elektrolyter för att skydda mot bränder och termiska runningsbanor.

Val av litiumbatteri

Det finns flera egenskaper att tänka på när du väljer lagringslitiumbatterier för ett marint lagringslitiumbatterisystem. Kapacitet är en kritisk specifikation att överväga när du väljer abattery för marin energilagring. Den bestämmer hur mycket energi den kan lagra och därefter mängden arbete som kan produceras innan det laddas upp. Detta är en grundläggande designparameter i framdrivningsapplikationer där kapacitet dikterar körsträckan eller avståndet som båten kan resa. I ett marint sammanhang, där utrymmet ofta är begränsat, är det viktigt att hitta ett batteri med hög energitäthet. Högre energitäthetsbatterier är mer kompakta och lätta, vilket är särskilt viktigt på båtar där utrymme och vikt är till en premium.

Spännings- och strömbetyg är också viktiga specifikationer att tänka på när du väljer lagringslitiumbatterier för marina energilagringssystem. Dessa specifikationer bestämmer hur snabbt batteriet kan ladda och urladdas, vilket är viktigt för applikationer där kraftkrav kan variera snabbt.

Det är viktigt att välja ett batteri som är utformat specifikt för marin användning. Marina miljöer är hårda, med exponering för saltvatten, luftfuktighet och extrema temperaturer. Lagringslitiumbatterier som är designade för marin användning kommer vanligtvis att innehålla vattentätning och korrosionsbeständighet, liksom andra funktioner som vibrationsmotstånd och chockmotstånd för att säkerställa tillförlitliga prestanda under utmanande förhållanden.

Brandsäkerhet är också avgörande. I marina applikationer finns det en begränsad mängd utrymme för batterilagring och eventuell brandspridning kan leda till toxiska rökreleaser och kostsamma skador. Installationsåtgärder kan vidtas för att begränsa spridningen. Roypow, ett kinesiskt litiumjonbatteritillverkningsföretag, är ett exempel där inbyggda mikrosläckare placeras i batteriets ram. Dessa släckare aktiveras av antingen en elektrisk signal eller genom att bränna den termiska linjen. Detta aktiverar en aerosolgenerator som kemiskt sönderdelas kylvätskan via en redoxreaktion och sprider den för att släcka elden snabbt innan den sprider sig. Denna metod är idealisk för snabba interventioner, väl lämpade för snäva rymdapplikationer som marina lagringslitiumbatterier.

Säkerhet och krav

Användningen av lagringslitiumbatterier för marina applikationer ökar, men säkerheten måste vara högsta prioritet för att säkerställa korrekt design och installation. Litiumbatterier är sårbara för termisk språng och brandrisker om de inte hanteras korrekt, särskilt i den hårda marina miljön med saltvattenexponering och hög luftfuktighet. För att hantera dessa problem har ISO -standarder och förordningar fastställts. En av dessa standarder är ISO/TS 23625, som ger riktlinjer för att välja och installera litiumbatterier i marina applikationer. Denna standard anger batteridesign, installation, underhåll och övervakningskrav för att säkerställa batteriets hållbarhet och säker drift. Dessutom ger ISO 19848-1 vägledning om testning och prestanda för batterier, inklusive lagringslitiumbatterier, i marina applikationer.

ISO 26262 spelar också en viktig roll i den funktionella säkerheten för elektriska och elektroniska system inom marina fartyg, liksom andra fordon. Denna standard kräver att Battery Management System (BMS) måste utformas för att ge visuella eller hörbara varningar till operatören när batteriet är lågt på ström, bland andra säkerhetskrav. Även om anslutning till ISO -standarder är frivilligt, främjar dessa riktlinjeres efterlevnad av batterisystemens säkerhet, effektivitet och livslängd.

Sammanfattning

Lagringslitiumbatterier framträder snabbt som en föredragen energilagringslösning för marina applikationer på grund av deras höga energitäthet och förlängd livslängd under krävande förhållanden. Dessa batterier är mångsidiga och kan användas för en rad marina applikationer, från att driva elektriska båtar till att tillhandahålla säkerhetskopieringskraft för navigationssystem. andra utmanande miljöer. Antagandet av lagringslitiumbatterier i den marina industrin förväntas för att minska utsläppen av växthusgaser och revolutionera logistik och transport.