Kiel funkcias litio-jona baterio? Kiujn avantaĝojn ĝi havas kompare kun plumbacida baterio? Kiam la stokado de litio-jona baterio profitas?A litio-jona baterio(mallonge: litio-jona baterio aŭ Li-jona baterio) estas la ĝenerala termino por akumulatoroj bazitaj sur litiaj kombinaĵoj en ĉiuj tri fazoj, en la negativa elektrodo, en la pozitiva elektrodo kaj ankaŭ en la elektrolito, la elektrokemia pilo. Litio-jonaj baterioj havas altan specifan energion kompare kun aliaj specoj de baterioj, sed postulas elektronikajn protektajn cirkvitojn en la plej multaj aplikoj, ĉar ili reagas negative al kaj profunda malŝarĝo kaj troŝarĝo.Litio-jonaj sunbaterioj estas ŝargitaj per elektro de la fotovoltaika sistemo kaj malŝargitaj denove laŭbezone. Dum longa tempo, plumbaj baterioj estis konsiderataj la ideala sunenergia solvo por ĉi tiu celo. Tamen, bazitaj sur litio-jonaj baterioj havas decidajn avantaĝojn, kvankam la aĉeto ankoraŭ estas asociita kun aldonaj kostoj, kiuj tamen estas reakiritaj per celita uzo.Teknika Strukturo kaj Energia Stokado-Konduto de Litio-jonaj BateriojLitio-jonaj baterioj ne principe diferencas de plumb-acidaj baterioj laŭ sia ĝenerala strukturo. Nur la ŝargoportilo diferencas: Kiam la baterio estas ŝargita, litio-jonoj "migras" de la pozitiva elektrodo al la negativa elektrodo de la baterio kaj restas "stokitaj" tie ĝis la baterio denove malŝargiĝas. Altkvalitaj grafitaj konduktiloj estas kutime uzataj kiel elektrodoj. Tamen, ekzistas ankaŭ variaĵoj kun feraj aŭ kobaltaj konduktiloj.Depende de la uzitaj konduktiloj, la litio-jonaj baterioj havos malsamajn tensiojn. La elektrolito mem devas esti senakva en litio-jona baterio, ĉar litio kaj akvo ekigas violentan reagon. Kontraste al iliaj plumb-acidaj antaŭuloj, modernaj litio-jonaj baterioj havas (preskaŭ) neniujn memor-efikojn aŭ mem-malŝarĝojn, kaj litio-jonaj baterioj konservas sian plenan potencon dum longa tempo.Litio-jonaj akumulatoroj kutime konsistas el la kemiaj elementoj mangano, nikelo kaj kobalto. Kobalto (kemia termino: kobalto) estas malofta elemento kaj tial igas la produktadon de litio-akumulatoroj pli multekosta. Krome, kobalto estas damaĝa al la medio. Tial, ekzistas multaj esploroj por produkti la katodmaterialon por litio-jonaj alttensiaj baterioj sen kobalto.Avantaĝoj de litio-jonaj baterioj super plumbo-acidaj baterioj◎La uzo de modernaj litio-jonaj baterioj alportas kelkajn avantaĝojn, kiujn simplaj plumb-acidaj baterioj ne povas liveri.◎Unue, ili havas multe pli longan servodaŭron ol plumb-acidaj baterioj. Litio-jona baterio kapablas stoki sunenergion dum periodo de preskaŭ 20 jaroj.◎La nombro de ŝargaj cikloj kaj la profundo de malŝarĝo estas ankaŭ multe pli grandaj ol ĉe plumbaj baterioj.◎Pro la malsamaj materialoj uzataj en produktado, litio-jonaj baterioj estas ankaŭ multe pli malpezaj ol plumbaj baterioj kaj pli kompaktaj. Ili tial okupas malpli da spaco dum instalado.◎Litio-jonaj baterioj ankaŭ havas pli bonajn stokadajn ecojn rilate al memmalŝargo.◎Krome, oni ne devas forgesi la median aspekton: Ĉar plumbaj baterioj ne estas aparte ekologie sanaj en sia produktado pro la uzata plumbo.Teknikaj Ŝlosilaj Ciferoj de Litio-jonaj BateriojAliflanke, oni devas ankaŭ mencii, ke pro la longa uzperiodo de plumbaj baterioj ekzistas multe pli senchavaj longdaŭraj studoj ol por la ankoraŭ tre novaj litio-jonaj baterioj, tiel ke ilia uzado kaj rilataj kostoj ankaŭ povas esti kalkulitaj pli bone kaj pli fidinde. Krome, la sekurecsistemo de modernaj plumbaj baterioj estas parte eĉ pli bona ol tiu de litio-jonaj baterioj.Principe, la zorgo pri danĝeraj difektoj en litiaj jonaj ĉeloj ankaŭ ne estas senbaza: Ekzemple, dendritoj, t.e. pintaj litiaj deponaĵoj, povas formiĝi sur la anodo. La probableco, ke ĉi tiuj tiam ekigas kurtajn cirkvitojn, kaj tiel finfine ankaŭ kaŭzas termikan forfluon (eksoterma reakcio kun forta, mem-akcelanta varmogenerado), estas precipe donita en litiaj ĉeloj, kiuj enhavas malaltkvalitajn ĉelkomponentojn. En la plej malbona kazo, disvastiĝo de ĉi tiu difekto al najbaraj ĉeloj povas konduki al ĉenreakcio kaj fajro en la baterio.Tamen, ĉar pli kaj pli da klientoj uzas litio-jonajn bateriojn kiel sunajn bateriojn, la lernado-efikoj de la fabrikantoj kun pli grandaj produktadkvantoj ankaŭ kondukas al pliaj teknikaj plibonigoj de la stokada rendimento kaj pli alta funkcia sekureco de litio-jonaj baterioj kaj ankaŭ pliaj kostreduktoj. La nuna teknika evolua stato de litio-jonaj baterioj povas esti resumita en la jenaj teknikaj ŝlosilaj ciferoj:
| Aplikoj | Hejma Energiakumulado, Telekomunikado, UPS, Mikroreto |
|---|---|
| Aplikaj Areoj | Maksimuma PV-Memkonsumo, Pinta Ŝarĝo Ŝoviĝanta, Pinta Vala Reĝimo, Senreta |
| Efikeco | 90% ĝis 95% |
| Stoka Kapacito | 1 kW ĝis pluraj MW |
| Energidenseco | 100 ĝis 200 Wh/kg |
| Eligtempo | 1 horo ĝis pluraj tagoj |
| Mem-malŝarĝa indico | ~ 5% jare |
| Tempo de cikloj | 3000 ĝis 10000 (ĉe 80% elfluo) |
| Investa kosto | 1,000 ĝis 1,500 por kWh |
Stoka Kapacito kaj Kostoj de Litio-jonaj Sunaj BateriojLa kosto de litio-jona suna baterio estas ĝenerale pli alta ol tiu de plumbo-acida baterio. Ekzemple, plumbaj baterioj kun kapacito de5 kWhnuntempe kostas averaĝe 800 dolarojn por kilovathoro da nominala kapacito.Kompareblaj litiaj sistemoj, aliflanke, kostas 1 700 dolarojn por kilovathoro. Tamen, la diferenco inter la plej malmultekostaj kaj plej multekostaj sistemoj estas signife pli alta ol por plumbaj sistemoj. Ekzemple, litiaj baterioj kun 5 kWh ankaŭ haveblas por nur 1 200 dolaroj por kWh.Malgraŭ la ĝenerale pli altaj aĉetkostoj, tamen, la kosto de litio-jona suna bateriosistemo por stokita kilovathoro estas pli favora kalkulita laŭ la tuta funkcidaŭro, ĉar litio-jonaj baterioj provizas potencon pli longe ol plumb-acidaj baterioj, kiuj devas esti anstataŭigitaj post certa tempodaŭro.Tial, aĉetante loĝdoman baterian stoksistemon, oni ne devas timiĝi pro pli altaj aĉetkostoj, sed ĉiam devas rilatigi la ekonomian efikecon de litio-jona baterio al la tuta funkcidaŭro kaj nombro da stokitaj kilovathoroj.La jenaj formuloj uzeblas por kalkuli ĉiujn ŝlosilajn ciferojn de litio-jona bateria stoksistemo por PV-sistemoj:1) Nominala kapacito * ŝargcikloj = Teoria stoka kapacito.2) Teoria stoka kapacito * Efikeco * Profundo de malŝarĝo = Uzebla stoka kapacito3) Aĉetkosto / Uzebla stoka kapacito = Kosto por stokita kWh
| Plumb-acidaj baterioj | Litio-jona baterio | |
| Nominala kapacito | 5 kWh | 5 kWh |
| Cikla vivo | 3300 | 5800 |
| Teoria stoka kapacito | 16.500 kWh | 29.000 kWh |
| Efikeco | 82% | 95% |
| Profundo de senŝargiĝo | 65% | 90% |
| Uzebla stoka kapacito | 8.795 kWh | 24.795 kWh |
| Akiraj kostoj | 4.000 dolaroj | 8.500 dolaroj |
| Stokadokostoj por kWh | 0,45 USD / kWh | 0,34 USD/kWh |
BSLBATT: Fabrikisto de litio-jonaj sunaj bateriojNuntempe ekzistas multaj fabrikantoj kaj provizantoj de litio-jonaj baterioj.BSLBATT litio-jonaj sunaj bateriojuzi A-nivelajn LiFePo4-ĉelojn de BYD, Nintec kaj CATL, kombini ilin kaj provizi ilin per ŝargo-kontrolsistemo (bateria mastruma sistemo) adaptita al fotovoltaeca energiakumulado por certigi la ĝustan kaj senprobleman funkciadon de ĉiu individua akumulĉelo same kiel de la tuta sistemo.
Afiŝtempo: 8-a de majo 2024