Технология LYP: что Winston изменил в накопителях энергии

Почему Winston пошёл своим путём

Технология LYP появилась как ответ на предел, в который упираются обычные литиевые батареи. Каждый шаг к большей энергоёмкости повышает риск пожара. Чтобы этот риск сдержать, нужна всё более сложная система управления батареей (BMS), а значит, растёт стоимость и число узлов, которые могут отказать. И чем жёстче условия - мороз, жара, соль, вибрация, - тем ниже надёжность такой связки.

Winston выбрал другое направление: не гнаться за ватт-часами на килограмм, а сделать безопасность и работу в тяжёлых условиях исходной целью проектирования. За этим стоит не одно удачное изобретение, а многолетняя работа сразу по материалам, конструкции, электрохимии, производству и тепловому режиму. Ниже - пять решений, из которых складываются ячейки Winston.

Водная электрохимия LYP

В основе ячеек - литий-железо-фосфат с микроэлементами, среди которых открыто называют иттрий (LiFeYPO4). Электроды делают на водном связующем вместо поливинилиденфторида (PVDF), который при нагреве может разлагаться и подпитывать цепную реакцию. Что это даёт:

• ячейка негорючая по своей химии и не уходит в тепловой разгон;
• очаг возгорания можно тушить водой;
• в производстве нет токсичных растворителей;
• поведение проверено многолетней работой в сильный мороз, жару, высокую влажность и агрессивную среду.

Подробнее о том, как литий-железо-фосфат научили выдерживать нагрев, рассказываем в статье от LFP к LYP: термостойкость литий-железо-фосфата.

Ячейки большой ёмкости вместо параллелей

Winston серийно выпускает ячейки от 40 до 1000 Ач, а под отдельные проекты - 2000 и 10 000 Ач. Крупная ячейка заменяет целую параллельную сборку из мелких, а каждая убранная параллель - это минус десятки контактов и ячеек, которые могли разойтись по ёмкости. Сравним два способа собрать батарею 48 В (номинал 51,2 В) ёмкостью 1000 Ач.

Крупная ячейка немного тяжелее в пересчёте на ампер-час, зато батарея из WB-LYP1000AHC в десять раз проще по числу элементов и соединений. Ещё одно следствие низкого внутреннего сопротивления крупных ячеек - отсутствие провала напряжения под нагрузкой. Для роботов, судовых электродвигателей и другой мощной техники это решающий параметр, о чём мы пишем в разделе ячейки Winston для роботов и мощных платформ.

Работа от −45 до +85 °C

Ячейки Winston LYP заряжаются и разряжаются при температуре от −45 до +85 °C. Поведение ячеек проверено на высокогорье при пониженном давлении, на судах, под открытым небом и в пустыне. Заряжать и разряжать батарею можно и в сильный мороз, а утепление зимой нужно, чтобы сохранить ёмкость и мощность: на холоде они ниже. Примеры таких объектов собраны на странице батареи для экстремальных условий.

Конструкция, которая сама мешает аварии

Четвёртое решение касается устройства ячейки:

• корпус из стойкого к коррозии полимера не проводит ток и не боится соли;
• материалы электродов устойчивы к внутреннему пробою;
• тепловое сопротивление внутри ячейки подобрано так, чтобы нагрев шёл равномерно;
• внутреннее замыкание предотвращено самой конструкцией, а не только электроникой снаружи.

Больше двадцати лет в реальной работе

Thunder Sky выпускает ячейку 1000 Ач в серии с 2005 года, а в 2009 году собрала первую ячейку на 10 000 Ач. Сегодня ячейки Winston работают более чем в 70 странах: в сетевых накопителях, передвижных станциях питания, судовых силовых установках, роботах и на железнодорожном транспорте. Такой опыт и даёт уверенность в цифрах ресурса: 8000 циклов при глубине разряда 70 % и больше двадцати лет при одном цикле в сутки.

Что это значит для вашей батареи

Для покупателя технология LYP означает три практических вещи. Батарею можно ставить там, где пожар недопустим и уйти от него некуда: на лодке, в доме, на удалённом объекте. Её можно собрать из небольшого числа крупных ячеек, и она будет проще в обслуживании. И она проживёт дольше большинства оборудования, которое от неё питается. Как эти принципы заложены в конструкцию на уровне защиты, разобрано в материале безопасность, заложенная в конструкцию ячейки.