ООО "Лиотех", российский производитель LiFePO4

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

С разрешения начальства сделал письменный запрос от лица организации в Лиотех на предмет есть ли в их линейке полный функциональный аналог Symmetra LX 16kVA посмотрим что ответят.

Интересно есть ли система балансировки в их устройствах.

 

А может, зелёные корпуса Лиотеховского лифера, это уже отечественные катоды?
Нужно будет поспрашивать у знающих людей, у @Alex МАП,
и вот ещё почему это интересно:

в продолжение.
Статья, основанная на интервью в ИХТТМ СО РАН,

статья примерно от начала мая 2013:

https://sdelanounas.ru/blogs/33060/

Аккумулятор для электробуса/
...
Чтобы узнать о том, как наши учёные догоняют мир, и посмотреть, как продвигается разработка, я отправилась в лабораторию, где создают катодные материалы для литиевых батарей «Лиотех». Нужный корпус я нашла не сразу, мне помогла дружелюбная сотрудница Института твёрдого тела и механохимии СО РАН: «Вот лабораторный корпус! Что же вы плутаете?» Учёные – отзывчивые люди, сразу нашёлся парень, который проводил меня прямо до нужной лаборатории.
Встретила меня старший научный сотрудник кандидат химических наук Нина Васильевна Косова, руководитель группы «Материалов для ЛИА». Перед тем, как показать этапы эксперимента, она рассказала о сути их работы.

Исследовательская группа под руководством Косовой ищет способ создавать материалы с высокой электронной и ионной проводимостью. В 2000 году американский физик Джон Гудэнаф предложил использовать в аккумуляторах железофосфат лития. Он берется в наноразмерном состоянии, а на поверхность его частиц наносят слой углеродного высокопроводящего покрытия. При этом свойства вещества меняются, и оно становятся пригодными для применения в аккумуляторах.
В лаборатории ИХТТМ СО РАН работают с натрийжелезофторфосфатом лития. Материалы различаются между собой, прежде всего, структурой. Аккумулятор с таким катодом намного дольше работает, много времени «держится» без подзарядки.

- Вот наша «планетарная мельница». Сейчас Оля покажет, как она работает, – объясняет Нина Васильевна Косова. – Для того чтобы получить нужное вещество, сначала необходимо измельчить реакционную смесь в мельнице до наноразмера. Именно для этого и требуется такой агрегат, похожий на большой сундук (это для шумоизоляции).

Аспирантка Ольга Подгорнова засыпает смесь, которую будут измельчать в барабан, наполненный шарами, и закручивает его большим гаечным ключом. Затем помещает всё в «планетарную мельницу». Работает та весьма интересно. Её барабаны вращаются вокруг собственной и вокруг общей оси, как планеты в Солнечной системе; происходит два воздействия на вещество ¬– сдвиг и удар. Это позволяет получить частицы гораздо меньшего размера, чем, если их измельчать в обычных шаровых мельницах. К слову, «планетарные мельницы» тоже разработаны в Институте химии твёрдого тела и механохимии СО РАН.
Потом смесь помещают в печь и спекают. Затем Влад Подугольников, студент 5 курса факультета естественных наук НГУ, собирает электрохимические ячейки - прототипы аккумуляторов - в аргоновом боксе. Это специальное приспособление для работы без кислорода и влаги. Для того чтобы собрать ячейку, Влад просовывает руки внутрь с помощью специальных, встроенных в бокс, плотных перчаток, являющихся частью бокса. Студент помещает катодный материал на дно ячейки, закрывает специальными сепараторами, чтобы разделить катод и анод, заливает электролит, а сверху помещает литиевую фольгу - анод. После нескольких умелых пассов руками ячейка готова. Можно вытаскивать.

Теперь настало время математических расчётов. Сейчас в лаборатории всё автоматизировано. Вычисления – работа компьютера. Электрохимические ячейки помещают в установку, которая показывает, как в них идет процесс циркулирования. Она рассчитана на работу сразу с 16-ю ячейками.

Эти эксперименты нужны, чтобы получить материал, который можно было бы в будущем применить в производстве. Усилия направлены на создание экологически чистого и дешёвого метода производства. Использование трёхвалентного железа, более доступного, по сравнению с двухвалентным, уменьшило стоимость процесса. Для России такие разработки необходимы, потому что к 2014 году на заводе «Лиотех» планируется полностью заместить импортные технологии и материалы отечественными.

В 2012 году выйти на запланированную мощность у завода не получилось. В начале апреля стало известно, что Роснано выкупила всю долю своего китайского партнёра и стала единственным владельцем завода «Лиотех». Поэтому теперь ожидаются инвестиции в размере 423 млн. рублей на обновление стратегии, изменения ассортимента продукции завода. И внедрения разработок ученых.

 

14 июля 2010
Компания «ЛИОТЕХ» и федеральная девелоперская компания PNK Group объявляют о заключении крупной сделки по строительству нового производственного комплекса в Новосибирске.
-
Через год-полтора, к осени-зиме 2011, в Китае начинаются серьёзные проблемы с аккумуляторными заводами, правительство Китая дерибанит эту отрасль по взрослому, за неэкологичность, и к зиме закрывает около 1000 аккумуляторных заводов.

http://www.battery-industry.ru/?p=8225
Массовое закрытие аккумуляторных заводов в Китае
07.11.11

Тревожные тенденции по сокращению объема вредного производства в Китае переросли в масштабную операцию государства с серьезными последствиями как для производителей, так и для конечного заказчика.
В Китае за последние годы произошло более сотни чрезвычайных ситуаций, связанных с отравлением свинцом людей и загрязнением окружающей среды. Это привело к тому, что китайские власти ввели серьезные ограничения работы многих промышленных предприятий.
В мае вышло постановление Министерства Охраны окружающей среды о вводе мер для регулирования производства аккумуляторных батарей, а также для контроля других отраслей промышленности, использующих тяжелые металлы. Также было обещано, что будут введены строгие разрешительные процедуры для производств и ужесточено наказание за экологические нарушения.
В мае шла речь о закрытии только нескольких заводов и приостановке работы для проверки на других фабриках. Но за несколько месяцев закрытие аккумуляторных заводов приобрело массовый характер. В начале августа было закрыто уже 583 аккумуляторных завода из-за неправильной утилизации отходов и несоответствия техническим стандартам. Производство на 1015 заводах было приостановлено.
Сейчас стало известно, что по результатам проверок прекратили свою работу уже около 1000 аккумуляторных заводов в Китае, по прогнозам прекратят своё существование еще 2/3 оставшихся предприятий.
-

http://www.54rus.org/more/14755/
29.05.2012
НЗХК получил добро на Катодные материалы
Федеральная антимонопольная служба (ФАС) согласовала покупку Новосибирским заводом химконцентратов (НЗХК) доли в новосибирском ООО «Катодные материалы», передает Коммерсант. Как указывается в сообщении ведомства, эта доля составляет 11,4 %. В результате сделки НЗХК будет владеть 44,3 % ООО.
ОАО «НЗХК» входит в корпорацию «ТВЭЛ». Основные виды деятельности «Катодных материалов», согласно уставу, — «производство химических источников токов, прочих основных неорганических химических веществ, научные исследования и разработки в области естественных и технических наук».
Ранее сообщалось, что ООО «Катодные материалы» было создано НЗХК и «Роснано» для выпуска наноразмерного композиционного катодного материала на основе железо-фосфата лития для литий-ионных аккумуляторов. Основным потребителем продукции будет новосибирское ООО «Лиотех».

 

https://www.liotech.ru/faq

8. Сложно ли утилизировать ЛИА и вредно ли это для экологии?
Лиотех имеет и постоянно развивает технологии утилизации литий-ионных аккумуляторов собственного производства. В настоящий момент более 80% материалов в аккумуляторе отработавшем свой срок может быть использовано повторно. Процесс утилизации состоит из нескольких стадий:
Вскрытие аккумулятора в сухой комнате и извлечение содержимого (ядра);Вымывание электролита, содержащего соли литий; Разделение катодных и анодных пластин; Растворение агдезии (связующего) и удаление с пластин до 70% материала катода и анода; Утилизация (переплавка) пластин меди и алюминия; Дробление и переработка пластика корпуса (в дальнейшем используется как добавка для улучшения качества дорожных покрытий).
9. Выделяют ли вредные вещества в процессе эксплуатации?
Нет. Литий-ионные аккумуляторы Лиотех являются герметичными и необслуживаемыми. В процессе их эксплуатации не выделяется никаких вредных веществ. Литий-ферро-фосфат экологичен и безопасен для окружающей среды.

 

Испытания литий-феррофосфатных аккумуляторов показали их высокую надежность и безопасность – они не боятся перезаряда и способны работать в очень широком интервале температур. Материалы, из которых они изготавливаются, дешевы и экологически чисты. Благодаря ограниченной проводимости катодного материала эти аккумуляторы не взрываются при внутреннем коротком замыкании, даже будучи насквозь пробиты гвоздем через все электроды.

https://www.liotech.ru/chemicalcurrentsources

 

https://albionchem.ru/catalog/6183/

Литий-железо-фосфат,
Синонимы и названия
LiFePO4, литий фосфата железа, литий феррофосфат

Свойства
Fe, %:32-34
P, %:18-20
Li, %:4,0-4,7
Mn, %:≤ 0,3
Ni, %:≤ 0,005
Pb, %:≤ 0,005

Анод в литий-ионных элементах - графитовый, углерод.

 

https://www.est-nano.ru/catalog/product/969
Электролит LiPF6 для мощных ионно-литиевых аккумуляторов с катодами LiMn2O4 и LiFePO4.
Соли электролита: 1 моль/л LiPF6

 

Много интересного и про ИБП 10-300 кВА на базе лиферов, кстати, а про утилизацию, насколько можно понять, она в планах, на стр. 12, ниже выложу:

убрать пробел из расширения
http://2012.atomexpo.ru/mediafiles/u/files/Present2012/Eroxin.pd f

Проекты по «второму ядру» ОАО «НЗХК»
«Катодные материалы»
Обеспечить мощность производства к 2014 г. до 3500 тонн LiFePO4/C в год

«Электролит»
Создать производство LiPF6 и других компонентов для производства электролита
«Анод»
Обеспечить мощность производства к 2015г.
до 3500 тонн углеродного материала в год
«Корпуса для ЛИА»
Создать производство корпусов для ЛИА из полипропилена до 1 млн. комплектов в год (2 600 тонн/год)
«Утилизация ЛИА»
Создание промышленного производства по переработке отработавших ЛИА с переработкой ценных компонентов, в 2014

 

И не только метро. Пригородные электропоезда тоже запросто подходят для этих целей, только вопрос с обогревом ящиков для АКБ надо решить. Сейчас при использовании реостатного торможения греем резисторы на крыше (в метро под вагонами). Вот только не уверен я, что использование лифера даст хоть сколь нибудь значимую экономию электроэнергии, учитывая начальные затраты на лифер. Да и девать ту энергию по сути некуда, кроме как на питание цепей управления и освещение. А это капля в море по сравнению с расходом электроэнергии тяговыми двигателями.

 

@Зdmax, а не проще просто возвращать энергию в сеть, если это так уж необходимо?

 

Электропоезда с рекуперативным торможением начали производить еще несколько десятилетий назад на Рижском заводе, так что это не новинка. Но, как оказалось, возвращать в сеть не сильно проще, чем греть воздух. Я не буду сильно тут оффтопить на эту тему, так как она не о том. Но, если вкратце, то при рекуперации на участке тяговой подстанции (крайне не большом, ибо постоянка) должен находиться другой локомотив/МВПС, да еще и в режиме тяги, который будет способен принять эту энергию. А если такового нет? Тяговая подстанция имеет, в лучшем случае, резисторы, которые лишнюю энергию просто пожгут ровно так же, как ее можно сжечь на составе применив реостатное торможение. Оборудование на ТП, которое способно постоянку преобразовать в переменку и пустить обратно в сеть, как правило отсутствует.

 

Разместив лифер именно в самом поезде, можно, наверно, рекуперировать торможение и отдавать на разгонах - как раз именно электромоторам. Как, например, это происходит в электромобилях.

Повторю, разместив именно на поезде, а не в накопителях вдоль тоннеля или на подстанции.

Вне поезда накопители, вроде бы, собирались делать на конденсаторох (и не только собирались, слышал, что уже делают пару опытных конд. накопителя на двух ТП в московском метро, кажется на Филёвской линии), а также изучали возможность рекуперации кинетическими накопителями Гулиа (маховики) - и тоже на подстанции, но хотя маховики - интересная штука, но их серийное призводство пока не вышло на серьёзные образцы. Есть уже (и это прогресс) маховичные накопители мощн., что-то типа, 1 квт, но стоят они, если не изменяет память, в районе 400-500 т. р. Сотни тысяч циклов, если не миллион, но сейчас, действительно, не об этом.

Что касается лифера в поезде (400 тонн), энергию торможения мы уже прикинули: с 80 км/ч до остановки это 27 квт*ч, а с 20 км/ч до ноля - это 1,5 квт*ч.
Не такие и большие, возможно, понадобятся лиферы, и, соответственно, не такие дорогие.
К слову о не очень мощных и дорогих накопителях хочется повторить ранее уже высказанную мной мысль.
Насколько я знаю, где это возможно, в основном, (метростроители стараются по крайней мере так строить) поезда метро ездят "с горки на горку". Станции на "горках", между станциями "низины".
Это существенно уменьшает затраты энергии при разгоне и торможении. А раз энергии торм.-разгон уменьшаются, то и ёмкость-стоимость ЛИА тоже уменьшатся.
На длинных подъёмах-спусках (есть такие станции или даже целые отрезки линий, где долго только вверх) можно ставить стационарные накопители (конденсаторные и любые другие, если подешевле найдутся), на ТП, в помощь бортовым.
Часть при рекуперации поездом на спуске - взяли на себя бортовые, наполнились, отрубились, потом пошёл заряд на накопитель в ТП (тяг. подстанции). Потом накопитель в ТП тут же отдал через 1 минуту энергию поезду, идущему на противоходе, вверх в подъём.

Ну что-то типа такого .
Суть того, что мы немного поговорили про метро (а также Вы совершенно уместно и правильно - упомянули и железную дорогу), в том, что поезда, это может быть, ещё один весьма перспективный клиент - для ЛИА на базе LiFePO4.
Относительно свинца лиферы - более лёгкие, экологически - более чистые, имеющие в разы большее число циклов, тысячи, и бОльшие сроки службы, аккумуляторы, меньше свинцовых боящиеся больших токов - это повод присмотреться к ним многие отрасли там где можно использовать преимущества - высокая цикличность, большие токи. ..

 

Масса 6 вагонного метропоезда куда меньше. 11 вагонного ЭД4М куда больше, даже без пассажиров.

Это нереально. В 11 вагонном составе 5 моторных вагонов, на каждом по 4 ТЭДа часовой мощности 235 кВт. Посчитайте у поймите, что сдвинуть с места 700 тонную махину (с учётом пассажиров) одними АКБ нереально. Или надо к составу еще 2 вагона цеплять с одними аккумуляторами или... даже и не знаю, что еще сделать.
Вторая проблема - под вагонами банально нет места. Массив АКБ должен быть колоссальным. А места для их установки нет. Хоть что то можно подвесить на прицепных вагонах, но это всё равно будет минимум на освещение/собственные нужды, но не более того.
Кстати, в истории строительства поездов была попытка создания аккумуляторного поезда. Даже не попытка, а был вполне живой и работающий экземпляр. Но то был изначально спроектированный на работу от АКБ состав. И в серию он так и не пошёл, пришли к выводу, что дизель поезд на неэлектрофицированных дорогах выгоднее по всем показателям. Вешать же на серийно выпускающийся ПС массив АКБ (дорогих, замечу, АКБ), да еще при наличии контактной сети - абсолютно не логично в плане экономии. Рекуперацией стоимость батарей не окупить.
Так что всё, что мы написали выше - фантазия, не более того. К реальному применению отношения не имеющая абсолютно.

 

Вы правы, здесь имеет смысл смотреть на стоимость ЭЭ в данный момент, поскольку имено она определяет стоимость цикла рекуперации.

5000 циклов * 3 р/квтч = 15 000 р. максимальная стоимость ЛИА, запасающего 1-1,2 квт*ч

А у Лиотеха стоимость 370 Ач, 3,2 В, запасающего как раз 1,2 квт*ч, в розницу, по 50 р. Ач, стоит 18 500 р.

 

Получается, что аккумуляторы даже в нуль не выйдут, то есть не окупят себя. Вот и вся " экономия "...