Τεχνολογία, πλεονεκτήματα και κόστος των μπαταριών ιόντων λιθίου

Πώς λειτουργεί μια μπαταρία ιόντων λιθίου;Τι πλεονεκτήματα έχει σε σχέση με μια μπαταρία μολύβδου-οξέος;Πότε αποδίδει μια αποθήκευση μπαταρίας ιόντων λιθίου;A μπαταρία ιόντων λιθίου(συντομία: μπαταρία λιθίου ή μπαταρία ιόντων λιθίου) είναι ο γενικός όρος για συσσωρευτές που βασίζονται σε ενώσεις λιθίου και στις τρεις φάσεις, στο αρνητικό ηλεκτρόδιο, στο θετικό ηλεκτρόδιο καθώς και στον ηλεκτρολύτη, το ηλεκτροχημικό στοιχείο.Οι μπαταρίες ιόντων λιθίου έχουν υψηλή ειδική ενέργεια σε σύγκριση με άλλους τύπους μπαταριών, αλλά απαιτούν ηλεκτρονικά κυκλώματα προστασίας στις περισσότερες εφαρμογές, καθώς αντιδρούν αρνητικά τόσο σε βαθιά εκφόρτιση όσο και σε υπερφόρτιση.Οι ηλιακές μπαταρίες ιόντων λιθίου φορτίζονται με ηλεκτρική ενέργεια από το φωτοβολταϊκό σύστημα και αποφορτίζονται ξανά όπως απαιτείται.Για πολύ καιρό, οι μπαταρίες μολύβδου θεωρούνταν η ιδανική λύση ηλιακής ενέργειας για το σκοπό αυτό.Ωστόσο, οι μπαταρίες ιόντων λιθίου έχουν καθοριστικά πλεονεκτήματα, αν και η αγορά εξακολουθεί να συνδέεται με πρόσθετο κόστος, το οποίο, ωστόσο, ανακτάται μέσω στοχευμένης χρήσης.Τεχνική δομή και συμπεριφορά αποθήκευσης ενέργειας μπαταριών ιόντων λιθίουΟι μπαταρίες ιόντων λιθίου δεν διαφέρουν ουσιαστικά από τις μπαταρίες μολύβδου-οξέος στη γενική τους δομή.Μόνο ο φορέας φόρτισης είναι διαφορετικός: Όταν η μπαταρία φορτίζεται, τα ιόντα λιθίου «μεταναστεύουν» από το θετικό ηλεκτρόδιο στο αρνητικό ηλεκτρόδιο της μπαταρίας και παραμένουν «αποθηκευμένα» εκεί μέχρι να αποφορτιστεί ξανά η μπαταρία.Ως ηλεκτρόδια χρησιμοποιούνται συνήθως αγωγοί γραφίτη υψηλής ποιότητας.Ωστόσο, υπάρχουν και παραλλαγές με αγωγούς σιδήρου ή αγωγούς κοβαλτίου.Ανάλογα με τους αγωγούς που χρησιμοποιούνται, οι μπαταρίες ιόντων λιθίου θα έχουν διαφορετικές τάσεις.Ο ίδιος ο ηλεκτρολύτης πρέπει να είναι χωρίς νερό σε μια μπαταρία ιόντων λιθίου, καθώς το λίθιο και το νερό προκαλούν μια βίαιη αντίδραση.Σε αντίθεση με τους προκατόχους τους μολύβδου-οξέος, οι σύγχρονες μπαταρίες ιόντων λιθίου δεν έχουν (σχεδόν) κανένα εφέ μνήμης ή αυτοεκφορτίσεις και οι μπαταρίες ιόντων λιθίου διατηρούν την πλήρη ισχύ τους για μεγάλο χρονικό διάστημα.Οι μπαταρίες αποθήκευσης ισχύος ιόντων λιθίου αποτελούνται συνήθως από τα χημικά στοιχεία μαγγάνιο, νικέλιο και κοβάλτιο.Το κοβάλτιο (χημικός όρος: κοβάλτιο) είναι ένα σπάνιο στοιχείο και ως εκ τούτου καθιστά ακριβότερη την παραγωγή μπαταριών αποθήκευσης λιθίου.Επιπλέον, το κοβάλτιο είναι επιβλαβές για το περιβάλλον.Επομένως, υπάρχουν πολλαπλές ερευνητικές προσπάθειες για την παραγωγή του υλικού καθόδου για μπαταρίες ιόντων λιθίου υψηλής τάσης χωρίς κοβάλτιο.Πλεονεκτήματα των μπαταριών ιόντων λιθίου έναντι των μπαταριών μολύβδου-οξέος◎Η χρήση σύγχρονων μπαταριών ιόντων λιθίου φέρνει μαζί της μια σειρά από πλεονεκτήματα που οι απλές μπαταρίες μολύβδου-οξέος δεν μπορούν να προσφέρουν.◎Πρώτον, έχουν πολύ μεγαλύτερη διάρκεια ζωής από τις μπαταρίες μολύβδου-οξέος.Μια μπαταρία ιόντων λιθίου είναι ικανή να αποθηκεύει ηλιακή ενέργεια για μια περίοδο σχεδόν 20 ετών.◎Ο αριθμός των κύκλων φόρτισης και το βάθος εκφόρτισης είναι επίσης πολλές φορές μεγαλύτερος από ό,τι στις μπαταρίες μολύβδου.◎Λόγω των διαφορετικών υλικών που χρησιμοποιούνται στην παραγωγή, οι μπαταρίες ιόντων λιθίου είναι επίσης πολύ πιο ελαφριές από τις μπαταρίες μολύβδου και πιο συμπαγείς.Επομένως, καταλαμβάνουν λιγότερο χώρο κατά την εγκατάσταση.◎Οι μπαταρίες ιόντων λιθίου έχουν επίσης καλύτερες ιδιότητες αποθήκευσης όσον αφορά την αυτοεκφόρτιση.◎Επιπλέον, δεν πρέπει να ξεχνάμε την περιβαλλοντική πτυχή: Επειδή οι μπαταρίες μολύβδου δεν είναι ιδιαίτερα φιλικές προς το περιβάλλον στην παραγωγή τους λόγω του χρησιμοποιούμενου μολύβδου.Τεχνικά βασικά στοιχεία των μπαταριών ιόντων λιθίουΑπό την άλλη πλευρά, πρέπει επίσης να αναφερθεί ότι, λόγω της μεγάλης περιόδου χρήσης των μπαταριών μολύβδου, υπάρχουν πολύ πιο ουσιαστικές μακροπρόθεσμες μελέτες από ό,τι για τις πολύ νέες μπαταρίες ιόντων λιθίου, έτσι ώστε η χρήση τους και το σχετικό κόστος μπορεί επίσης να υπολογιστεί καλύτερα και πιο αξιόπιστα.Επιπλέον, το σύστημα ασφαλείας των σύγχρονων μπαταριών μολύβδου είναι εν μέρει ακόμη καλύτερο από αυτό των μπαταριών ιόντων λιθίου.Κατ' αρχήν, η ανησυχία για επικίνδυνα ελαττώματα στα κύτταρα ιόντων λιθίου δεν είναι επίσης αβάσιμη: για παράδειγμα, δενδρίτες, δηλαδή μυτερές εναποθέσεις λιθίου, μπορούν να σχηματιστούν στην άνοδο.Η πιθανότητα αυτά να ενεργοποιήσουν στη συνέχεια βραχυκυκλώματα, και έτσι τελικά να προκαλέσουν επίσης θερμική διαφυγή (μια εξώθερμη αντίδραση με ισχυρή, αυτοεπιταχυνόμενη παραγωγή θερμότητας), δίνεται ιδιαίτερα σε κυψέλες λιθίου που περιέχουν στοιχεία κυψέλης χαμηλής ποιότητας.Στη χειρότερη περίπτωση, η διάδοση αυτού του σφάλματος σε γειτονικές κυψέλες μπορεί να οδηγήσει σε αλυσιδωτή αντίδραση και πυρκαγιά στην μπαταρία.Ωστόσο, καθώς όλο και περισσότεροι πελάτες χρησιμοποιούν μπαταρίες ιόντων λιθίου ως ηλιακές μπαταρίες, τα αποτελέσματα εκμάθησης των κατασκευαστών με μεγαλύτερες ποσότητες παραγωγής οδηγούν επίσης σε περαιτέρω τεχνικές βελτιώσεις της απόδοσης αποθήκευσης και υψηλότερη λειτουργική ασφάλεια των μπαταριών ιόντων λιθίου και επίσης περαιτέρω μειώσεις κόστους .Η τρέχουσα κατάσταση τεχνικής εξέλιξης των μπαταριών Li-ion μπορεί να συνοψιστεί στα ακόλουθα τεχνικά βασικά σχήματα:

Χωρητικότητα αποθήκευσης και κόστος ηλιακών μπαταριών ιόντων λιθίουΤο κόστος μιας ηλιακής μπαταρίας ιόντων λιθίου είναι γενικά υψηλότερο από αυτό μιας μπαταρίας μολύβδου-οξέος.Για παράδειγμα, μπαταρίες μολύβδου με χωρητικότητα5 kWhεπί του παρόντος κοστίζει κατά μέσο όρο 800 δολάρια ανά κιλοβατώρα ονομαστικής ισχύος.Τα συγκρίσιμα συστήματα λιθίου, από την άλλη πλευρά, κοστίζουν 1.700 δολάρια ανά κιλοβατώρα.Ωστόσο, η διαφορά μεταξύ των φθηνότερων και ακριβότερων συστημάτων είναι σημαντικά υψηλότερη από ό,τι για τα συστήματα μολύβδου.Για παράδειγμα, μπαταρίες λιθίου με 5 kWh είναι επίσης διαθέσιμες για μόλις 1.200 δολάρια ανά kWh.Παρά το γενικά υψηλότερο κόστος αγοράς, ωστόσο, το κόστος ενός συστήματος ηλιακών μπαταριών ιόντων λιθίου ανά αποθηκευμένη κιλοβατώρα είναι πιο ευνοϊκό υπολογιζόμενο καθ' όλη τη διάρκεια ζωής, καθώς οι μπαταρίες ιόντων λιθίου παρέχουν ισχύ για μεγαλύτερο χρονικό διάστημα από τις μπαταρίες μολύβδου οξέος, οι οποίες έχουν να αντικατασταθεί μετά από ορισμένο χρονικό διάστημα.Επομένως, όταν αγοράζετε ένα οικιακό σύστημα αποθήκευσης μπαταριών, δεν πρέπει να τρομάζετε από το υψηλότερο κόστος αγοράς, αλλά πρέπει πάντα να συσχετίζετε την οικονομική απόδοση μιας μπαταρίας ιόντων λιθίου με ολόκληρη τη διάρκεια ζωής και τον αριθμό των αποθηκευμένων κιλοβατώρων.Οι ακόλουθοι τύποι μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τον υπολογισμό όλων των βασικών αριθμών ενός συστήματος αποθήκευσης μπαταριών ιόντων λιθίου για φωτοβολταϊκά συστήματα:1) Ονομαστική χωρητικότητα * κύκλοι φόρτισης = Θεωρητική χωρητικότητα αποθήκευσης.2) Θεωρητική χωρητικότητα αποθήκευσης * Αποδοτικότητα * Βάθος εκφόρτισης = Χρησιμοποιήσιμη χωρητικότητα αποθήκευσης3) Κόστος αγοράς / Χρησιμοποιήσιμη χωρητικότητα αποθήκευσης = Κόστος ανά αποθηκευμένη kWh

BSLBATT: Κατασκευαστής ηλιακών μπαταριών ιόντων λιθίουΑυτή τη στιγμή υπάρχουν πολλοί κατασκευαστές και προμηθευτές μπαταριών ιόντων λιθίου.Ηλιακές μπαταρίες ιόντων λιθίου BSLBATTχρησιμοποιήστε κυψέλες LiFePo4 κατηγορίας Α από τις BYD, Nintec και CATL, συνδυάστε τις και παρέχετε ένα σύστημα ελέγχου φόρτισης (σύστημα διαχείρισης μπαταριών) προσαρμοσμένο σε φωτοβολταϊκή αποθήκευση ενέργειας για να εξασφαλίσει τη σωστή και απρόσκοπτη λειτουργία κάθε μεμονωμένης κυψέλης αποθήκευσης ως καθώς και ολόκληρο το σύστημα.