Какво е хладилно съхранение?

Зададоха ми този въпрос на търговско изложение миналата година. Човек от европейски интегратор на ESS искаше да знае защо неговият доставчик таксува допълнително за „логистика на студената верига“. Мислеше, че е измама. Не беше.

Литиевите клетки се разграждат, когато стоят на рафт. Колкото по-горещ е складът, толкова по-бързо губят капацитет. Това не е малък ефект. Виждал съм тестови данни от производител на клетки, показващи 2-3% загуба на капацитет за шест месеца при 35 градуса спрямо може би половин процент при 20 градуса. Клетките дори не се използват. Просто седи там.

Хладилното съхранение е точно това, което звучи. Поставяте клетките в-склад с контролирана температура, поддържате го някъде около 15-25 градуса и контролирате влажността. Страничните реакции вътре в клетката се забавят. Слоят SEI расте по-бавно. Губите по-малко литий.

След лятото на 2022 г. никой в Китай не спори дали хладилното съхранение има значение. Източен Китай удари 40 градуса за седмици. Чух от някой от производител на опаковки в Дзянсу, че няколко доставчици на клетки трябваше да отпишат инвентара, защото клетките излязоха от склада със забележимо по-нисък капацитет от спецификациите. Не мога да кажа дали тази история е преувеличена, но времето съвпада с това, когато надстройките за хладилни хранилища започнаха да се появяват в плановете за капиталови разходи на всички.

Cold Storage

Не можете просто да хвърлите клетки в хладилно хранилище във всяко състояние на зареждане. Пълното зареждане е лошо за катода. Слоестата оксидна структура в високо-никел NMC не обича да стои при 4,2 V в продължение на месеци. Нещо за необратими фазови промени. Аз не съм учен по материали, така че няма да се преструвам, че разбирам напълно механизма, но резултатът е измерима загуба на капацитет.

Празните клетки са по-лоши. Ако напрежението падне твърде ниско, медният колектор на ток започва да се разтваря. Зареждате клетката обратно и медта се отлага някъде, където не трябва. Вътрешното съпротивление нараства. Понякога клетката просто се проваля напълно.

Сладкото място е някъде между 30% и 50% SOC. Очевидно BYD изисква 40% плюс или минус 5% за Blade клетки, които отиват в хранилището. Не съм виждал действителния документ, но много хора споменаха този номер. LFP е труден, защото кривата на напрежението е толкова плоска. Трудно е да се знае точно на какъв SOC се намирате само от измерване на напрежението. Някои производители правят пълен цикъл на зареждане-разреждане преди съхранение само за калибриране.

Cold Storage

LFP се справя със студа по-добре от тройния. Gotion изброява температурата на съхранение до минус 20 градуса в техния лист с данни. NCA и NCM с високо съдържание на-никел са по-придирчиви. Клетките Samsung SDI NCA искат 15-25 градуса, ако си спомням спецификацията правилно. Паднете под 10 градуса и електролитът става твърде вискозен. Явно влияе върху качеството на формирането.

SVOLT има още по-строги изисквания към своите къси-блейд клетки. Нещо около 18-23 градуса със само 2 градуса толеранс и в двата случая. Не е лесно да се поддържа целогодишно-в Южен Китай, където летните външни температури достигат 40. Компресорите работят без прекъсване. Сметките за ток стават грозни. Един складов оператор, с когото разговарях, каза, че сметката им за електроенергия за юли е над 100 000 RMB и това се счита за нормално за съоръжение със среден размер.

Някои производители тихомълком отпускат горната граница до 28 градуса през пиковото лято. След това те пускат допълнителен OCV екран преди изпращане, за да уловят всички клетки, които са се разградили твърде много. Не е идеално, но икономиката е такава, каквато е.

Преместете студена клетка в топла стая и водата кондензира на повърхността. Всеки знае това. Това, което не всеки осъзнава, е колко важно е това за пауч клетките. Водата върху фолиото от алуминиев ламинат не е само козметичен проблем. Попада в заваръчните шевове. Предизвиква окисление. В лоши случаи влагата си проправя път през топлинното уплътнение и реагира с електролита.

Правилният начин за справяне с това е буферна зона. Клетките престояват в стая с междинна температура четири до шест часа, преди да се преместят в производствения етаж. Температурите се изравняват постепенно. Без конденз.

По-малките операции пропускат тази стъпка. Посетих един цех за сглобяване на пакети, където изтегляха клетки направо от 5-градусов охладител в 30-градусов цех. Средата на август. Всяка клетъчна повърхност беше мокра. Мениджърът на производството призна, че процентът на бракувани модули при заваряване е бил висок този месец. Той обвини заваръчното оборудване. Имах собствена теория.

Шест месеца е общият лимит. След това трябва да тествате отново. OCV, IR, капацитет, целия апартамент. Клетките, които не успеят, се понижават или бракуват. Предполага се, че EVE изисква клетките, съхранявани повече от девет месеца, да се върнат във фабриката за пре-класификация. Не съм потвърдил това директно, но дойде от някой, който знае.

Това се превърна в истинско главоболие, когато пазарът на ESS се забави в края на 2023 г. Интеграторите седяха на инвентар, който не можеха да преместят. Проектите продължаваха да се забавят. По времето, когато сделките най-накрая бяха приключени, клетките бяха надхвърлили своя прозорец за съхранение. Следват месеци на спорове между интегратори и доставчици на клетки за това чий е проблемът. Договорите за покупка сега често включват език, изискващ клетките да бъдат произведени в рамките на 60 или 90 дни от доставката. Научен урок.

Cold Storage

Стандартните складови спринклери не работят добре при пожари от литиева батерия. Водата, която удря клетка при термично бягане, може да влоши нещата. Генерира водород. Предпочитаните системи сега са перфлуорохексанон или фина водна мъгла, но настройката с перфлуорохексанон струва милиони RMB. Много складове не могат да оправдаят тези разходи.

Застраховането стана по-голямото ограничение. CPIC и Ping An повишават цените за съхранение на литиеви батерии от около 2024 г. Три до четири пъти повече от това, което плаща нормален склад, доколкото съм чувал. Някои застрахователи изобщо няма да се докоснат до тези проекти. Без застрахователно покритие, успех при получаване на банково финансиране. Всичко надолу по течението се забива.

Клетките се нуждаят от периодични проверки на напрежението, докато се съхраняват. Нормалното само-разреждане е няколко миливолта на месец. Ако видите клетка да пада с 15 mV или повече, вероятно нещо вътрешно не е наред. Микро късо съединение най-вероятно. Издърпайте го и се справете с него отделно.

Европейските клиенти искат да видят температурни дневници за целия период на съхранение. Някои складове прикрепят регистратори на данни към всеки палет, който пътува с пратката. Клиентът изтегля данните при получаване. Едно--излизане от спецификациите на този дневник и те може да отхвърлят цялата партида. Случи се с изпращач, когото познавам. Четиридесет-футов контейнер се обърна на пристанището.

FIFO трябва да е проста. Пръв влязъл, пръв излязъл. На практика водачите на мотокари хващат палета, който е най-лесен за достигане. Нещата в задната част на багажника стоят там с месеци, докато някой не забележи. MES системите помагат, ако ги имате. Много складове все още работят с електронни таблици и се надяват на най-доброто.