Technologie, výhody a náklady lithium-iontových baterií

Jak funguje lithium-iontová baterie? Jaké výhody má oproti olověnému akumulátoru? Kdy se vyplatí úložiště lithium-iontových baterií?A lithium-iontová baterie(zkráceně: lithium-iontová baterie nebo Li-ion baterie) je obecný termín pro akumulátory na bázi sloučenin lithia ve všech třech fázích, v záporné elektrodě, v kladné elektrodě i v elektrolytu, elektrochemickém článku. Lithium-iontové baterie mají ve srovnání s jinými typy baterií vysokou specifickou energii, ale ve většině aplikací vyžadují elektronické ochranné obvody, protože nepříznivě reagují jak na hluboké vybití, tak na přebití.Lithium-iontové solární baterie se nabíjejí elektřinou z fotovoltaického systému a podle potřeby se znovu vybíjejí. Po dlouhou dobu byly olověné baterie považovány za ideální řešení solárního napájení pro tento účel. Baterie založené na lithium-iontových bateriích však mají rozhodující výhody, i když s nákupem jsou stále spojeny dodatečné náklady, které se však cíleným používáním vrátí.Technická struktura a chování při skladování energie lithium-iontových bateriíLithium-iontové baterie se svou obecnou strukturou zásadně neliší od olověných baterií. Liší se pouze nosič náboje: Když je baterie nabitá, lithiové ionty „migrují“ z kladné elektrody na zápornou elektrodu baterie a tam zůstávají „uloženy“, dokud se baterie znovu nevybije. Jako elektrody se obvykle používají vysoce kvalitní grafitové vodiče. Existují však i varianty s železnými vodiči nebo kobaltovými vodiči.V závislosti na použitých vodičích budou mít lithium-iontové baterie různá napětí. Samotný elektrolyt v lithium-iontové baterii musí být bez vody, protože lithium a voda spouští prudkou reakci. Oproti svým olověným předchůdcům nemají moderní lithium-iontové baterie (téměř) žádné paměťové efekty ani samovybíjení a lithium-iontové baterie si udrží svůj plný výkon po dlouhou dobu.Lithium-iontové akumulátory energie se obvykle skládají z chemických prvků mangan, nikl a kobalt. Kobalt (chemický termín: kobalt) je vzácný prvek, a proto prodražuje výrobu Li akumulátorů. Kobalt navíc škodí životnímu prostředí. Proto existuje mnoho výzkumných snah o výrobu katodového materiálu pro lithium-iontové vysokonapěťové baterie bez kobaltu.Výhody lithium-iontových baterií oproti olověným bateriím◎Použití moderních lithium-iontových baterií s sebou přináší řadu výhod, které jednoduché olověné baterie nemohou poskytnout.◎Jednak mají mnohem delší životnost než olověné baterie. Lithium-iontová baterie je schopna uchovat solární energii po dobu téměř 20 let.◎Počet nabíjecích cyklů a hloubka vybití je také mnohonásobně větší než u olověných baterií.◎Díky různým materiálům používaným při výrobě jsou lithium-iontové baterie také mnohem lehčí než olověné a jsou kompaktnější. Při instalaci proto zabírají méně místa.◎Lithium-iontové baterie mají také lepší akumulační vlastnosti z hlediska samovybíjení.◎Navíc se nesmí zapomínat na ekologické hledisko: Protože olověné baterie nejsou při jejich výrobě nijak zvlášť šetrné k životnímu prostředí kvůli použitému olovu.Technické klíčové údaje lithium-iontových bateriíNa druhou stranu je třeba také zmínit, že vzhledem k dlouhé době používání olověných baterií existují mnohem smysluplnější dlouhodobé studie než u stále zcela nových lithium-iontových baterií, takže jejich použití a související náklady lze také lépe a spolehlivěji vypočítat. Bezpečnostní systém moderních olověných baterií je navíc částečně ještě lepší než u lithium-iontových baterií.Obava z nebezpečných defektů li-iontových článků není v zásadě také neopodstatněná: Na anodě se mohou tvořit například dendrity, tedy špičaté usazeniny lithia. Pravděpodobnost, že pak spustí zkraty, a tedy v konečném důsledku i tepelný únik (exotermická reakce se silným, samourychlujícím se vývinem tepla), je dána zejména u lithiových článků, které obsahují nekvalitní součásti článků. V nejhorším případě může šíření této poruchy na sousední články vést k řetězové reakci a požáru baterie.Avšak s tím, jak stále více zákazníků používá lithium-iontové baterie jako solární baterie, vedou učení výrobců s větším objemem výroby také k dalšímu technickému zlepšení skladovacího výkonu a vyšší provozní bezpečnosti lithium-iontových baterií a také k dalšímu snižování nákladů. . Aktuální stav technického vývoje Li-ion baterií lze shrnout do následujících technických klíčových čísel:

Skladovací kapacita a náklady na lithium-iontové solární baterieCena lithium-iontové solární baterie je obecně vyšší než cena olověné baterie. Například olověné baterie o kapacitě5 kWhv současnosti stojí v průměru 800 dolarů za kilowatthodinu nominální kapacity.Srovnatelné lithiové systémy na druhou stranu stojí 1 700 dolarů za kilowatthodinu. Rozpětí mezi nejlevnějšími a nejdražšími systémy je však výrazně vyšší než u olovových systémů. Například lithiové baterie s 5 kWh jsou k dispozici také za pouhých 1 200 dolarů za kWh.Navzdory obecně vyšším pořizovacím nákladům jsou však náklady na lithium-iontový solární bateriový systém na uskladněnou kilowatthodinu příznivější počítané po celou dobu životnosti, protože lithium-iontové baterie poskytují energii déle než olověné baterie, které mají po určité době vyměnit.Při nákupu rezidenčního bateriového úložiště se tedy člověk nesmí zaleknout vyšších pořizovacích nákladů, ale vždy musí ekonomickou efektivitu lithium-iontové baterie vztáhnout k celé životnosti a počtu uskladněných kilowatthodin.Pro výpočet všech klíčových čísel lithium-iontového bateriového úložného systému pro FV systémy lze použít následující vzorce:1) Nominální kapacita * nabíjecí cykly = Teoretická skladovací kapacita.2) Teoretická skladovací kapacita * Účinnost * Hloubka vybití = využitelná skladovací kapacita3) Pořizovací cena / Použitá skladovací kapacita = Cena za uskladněnou kWh

BSLBATT: Výrobce lithium-iontových solárních bateriíV současné době existuje mnoho výrobců a dodavatelů lithium-iontových baterií.Lithium-iontové solární baterie BSLBATTpoužijte články LiFePo4 třídy A od BYD, Nintec a CATL, zkombinujte je a poskytněte jim systém řízení nabíjení (systém řízení baterie) přizpůsobený pro skladování fotovoltaické energie, aby byl zajištěn správný a bezproblémový provoz každého jednotlivého akumulačního článku. stejně jako celý systém.