التكنولوجيا والمزايا وتكاليف بطاريات الليثيوم أيون

كيف تعمل بطارية الليثيوم أيون؟ ما هي المزايا التي تتمتع بها مقارنة ببطارية الرصاص الحمضية؟ متى يؤتي تخزين بطارية الليثيوم أيون ثماره؟A بطارية ليثيوم أيون(باختصار: بطارية الليثيوم أيون أو بطارية ليثيوم أيون) هو المصطلح العام للمراكم المعتمدة على مركبات الليثيوم في جميع المراحل الثلاث، في القطب السالب، في القطب الموجب وكذلك في المنحل بالكهرباء، الخلية الكهروكيميائية. تتمتع بطارية ليثيوم أيون بطاقة نوعية عالية مقارنة بأنواع البطاريات الأخرى، ولكنها تتطلب دوائر حماية إلكترونية في معظم التطبيقات، لأنها تتفاعل بشكل سلبي مع كل من التفريغ العميق والشحن الزائد.يتم شحن بطاريات الليثيوم أيون الشمسية بالكهرباء من النظام الكهروضوئي ويتم تفريغها مرة أخرى حسب الحاجة. لفترة طويلة، كانت بطاريات الرصاص تعتبر الحل الأمثل للطاقة الشمسية لهذا الغرض. ومع ذلك،تتمتع بطاريات الليثيوم أيون بمزايا حاسمة، على الرغم من أن الشراء لا يزال مرتبطًا بتكاليف إضافية، والتي يتم استردادها من خلال الاستخدام المستهدف.الهيكل الفني وسلوك تخزين الطاقة لبطاريات الليثيوم أيونلا تختلف بطاريات الليثيوم أيون بشكل أساسي عن بطاريات الرصاص الحمضية في بنيتها العامة. يختلف حامل الشحن فقط: عندما يتم شحن البطارية، "تهاجر" أيونات الليثيوم من القطب الموجب إلى القطب السالب للبطارية وتبقى "مخزنة" هناك حتى يتم تفريغ البطارية مرة أخرى. عادة ما تستخدم موصلات الجرافيت عالية الجودة كأقطاب كهربائية. ومع ذلك، هناك أيضًا أنواع مختلفة من الموصلات الحديدية أو موصلات الكوبالت.اعتمادًا على الموصلات المستخدمة، سيكون لبطاريات الليثيوم أيون جهد كهربائي مختلف. يجب أن يكون المنحل بالكهرباء نفسه خاليًا من الماء في بطارية ليثيوم أيون لأن الليثيوم والماء يؤديان إلى تفاعل عنيف. وعلى النقيض من أسلافها من بطاريات الرصاص الحمضية، فإن بطاريات الليثيوم أيون الحديثة ليس لها (تقريبًا) أي تأثيرات على الذاكرة أو تفريغ ذاتي، وتحتفظ بطاريات الليثيوم أيون بكامل طاقتها لفترة طويلة.تتكون بطاريات تخزين طاقة الليثيوم أيون عادةً من العناصر الكيميائية مثل المنغنيز والنيكل والكوبالت. الكوبالت (المصطلح الكيميائي: الكوبالت) هو عنصر نادر، وبالتالي يجعل إنتاج بطاريات تخزين Li أكثر تكلفة. بالإضافة إلى ذلك، الكوبالت ضار بالبيئة. ولذلك، هناك جهود بحثية متعددة لإنتاج مادة الكاثود لبطاريات الليثيوم أيون عالية الجهد بدون الكوبالت.مزايا بطاريات الليثيوم أيون على بطاريات الرصاص الحمضية◎إن استخدام بطاريات الليثيوم أيون الحديثة يجلب معه عددًا من المزايا التي لا تستطيع بطاريات الرصاص الحمضية البسيطة تقديمها.◎لسبب واحد، فهي تتمتع بعمر خدمة أطول بكثير من بطاريات الرصاص الحمضية. بطارية الليثيوم أيون قادرة على تخزين الطاقة الشمسية لمدة تقارب 20 عامًا.◎كما أن عدد دورات الشحن وعمق التفريغ أكبر بعدة مرات من بطاريات الرصاص.◎نظرًا لاختلاف المواد المستخدمة في الإنتاج، فإن بطاريات الليثيوم أيون أخف بكثير من بطاريات الرصاص وأكثر إحكاما. ولذلك، فإنها تأخذ مساحة أقل أثناء التثبيت.◎تتمتع بطاريات الليثيوم أيون أيضًا بخصائص تخزين أفضل من حيث التفريغ الذاتي.◎بالإضافة إلى ذلك، يجب ألا ننسى الجانب البيئي: لأن بطاريات الرصاص ليست صديقة للبيئة بشكل خاص في إنتاجها بسبب الرصاص المستخدم.الأرقام الفنية الرئيسية لبطاريات الليثيوم أيونمن ناحية أخرى، لا بد من الإشارة أيضًا إلى أنه نظرًا لطول فترة استخدام بطاريات الرصاص، فإن هناك دراسات طويلة المدى ذات معنى أكبر بكثير من تلك الخاصة ببطاريات الليثيوم أيون التي لا تزال جديدة جدًا، بحيث يكون استخدامها والتكاليف المرتبطة بها ويمكن أيضًا حسابها بشكل أفضل وأكثر موثوقية. بالإضافة إلى ذلك، فإن نظام السلامة الخاص ببطاريات الرصاص الحديثة أفضل جزئيًا من نظام بطاريات الليثيوم أيون.من حيث المبدأ، فإن القلق بشأن العيوب الخطيرة في خلايا الأسد ليس بلا أساس أيضًا: على سبيل المثال، يمكن أن تتشكل التشعبات، أي رواسب الليثيوم المدببة، على الأنود. إن احتمال أن يؤدي ذلك إلى حدوث دوائر قصيرة، وبالتالي في النهاية يتسبب أيضًا في الهروب الحراري (تفاعل طارد للحرارة مع توليد حرارة قوي ومتسارع ذاتيًا)، يظهر بشكل خاص في خلايا الليثيوم التي تحتوي على مكونات خلوية منخفضة الجودة. وفي أسوأ الحالات، يمكن أن يؤدي انتشار هذا الخلل إلى الخلايا المجاورة إلى تفاعل متسلسل ونشوب حريق في البطارية.ومع ذلك، مع استخدام المزيد والمزيد من العملاء لبطاريات الليثيوم أيون كبطاريات شمسية، فإن تأثيرات التعلم للمصنعين بكميات إنتاج أكبر تؤدي أيضًا إلى مزيد من التحسينات التقنية لأداء التخزين وزيادة السلامة التشغيلية لبطاريات الليثيوم أيون وكذلك المزيد من تخفيضات التكلفة. . يمكن تلخيص حالة التطوير الفني الحالية لبطاريات Li-ion في الأشكال الفنية الرئيسية التالية:

سعة التخزين وتكاليف بطاريات الليثيوم أيون الشمسيةتكلفة بطارية الليثيوم أيون الشمسية أعلى عمومًا من تكلفة بطارية الرصاص الحمضية. على سبيل المثال، بطاريات الرصاص بسعة5 كيلوواط ساعةوتبلغ التكلفة حاليا ما متوسطه 800 دولار لكل كيلووات ساعة من القدرة الاسمية.من ناحية أخرى، تبلغ تكلفة أنظمة الليثيوم المماثلة 1700 دولار لكل كيلووات في الساعة. ومع ذلك، فإن الفارق بين الأنظمة الأرخص والأكثر تكلفة أعلى بكثير من الأنظمة الرائدة. على سبيل المثال، تتوفر أيضًا بطاريات الليثيوم بقدرة 5 كيلووات في الساعة مقابل 1200 دولار لكل كيلووات في الساعة.على الرغم من ارتفاع تكاليف الشراء بشكل عام، فإن تكلفة نظام بطارية الليثيوم أيون الشمسية لكل كيلووات ساعة مخزنة تكون أكثر ملاءمة عند حسابها على مدى عمر الخدمة بأكمله، حيث أن بطاريات الليثيوم أيون توفر الطاقة لفترة أطول من بطاريات حمض الرصاص، التي لديها ليتم استبدالها بعد فترة معينة من الزمن.لذلك، عند شراء نظام تخزين البطاريات السكنية، يجب ألا يخاف المرء من ارتفاع تكاليف الشراء، ولكن يجب دائمًا ربط الكفاءة الاقتصادية لبطارية ليثيوم أيون بعمر الخدمة الكامل وعدد الكيلووات/ساعة المخزنة.يمكن استخدام الصيغ التالية لحساب جميع الأرقام الرئيسية لنظام تخزين بطارية ليثيوم أيون للأنظمة الكهروضوئية:1) السعة الاسمية * دورات الشحن = السعة التخزينية النظرية.2) السعة التخزينية النظرية * الكفاءة * عمق التفريغ = السعة التخزينية القابلة للاستخدام3) تكلفة الشراء / سعة التخزين القابلة للاستخدام = التكلفة لكل كيلووات ساعة مخزنة

BSLBATT: الشركة المصنعة لبطاريات الليثيوم أيون الشمسيةيوجد حاليًا العديد من الشركات المصنعة والموردة لبطاريات الليثيوم أيون.بطاريات ليثيوم أيون الشمسية BSLBATTاستخدام خلايا LiFePo4 من الدرجة A من BYD وNintec وCATL، ودمجها وتزويدها بنظام التحكم في الشحن (نظام إدارة البطارية) الذي يتكيف مع تخزين الطاقة الكهروضوئية لضمان التشغيل السليم والخالي من المشاكل لكل خلية تخزين على حدة وكذلك النظام بأكمله.