Tecnología, ventajas y costos de las baterías de iones de litio

¿Cómo funciona una batería de iones de litio? ¿Qué ventajas tiene respecto a una batería de plomo-ácido? ¿Cuándo vale la pena el almacenamiento de una batería de iones de litio?A batería de iones de litio(abreviado: batería de iones de litio o batería de iones de litio) es el término genérico para los acumuladores basados ​​en compuestos de litio en las tres fases, en el electrodo negativo, en el electrodo positivo y en el electrolito, la celda electroquímica. Las baterías de iones de litio tienen una alta energía específica en comparación con otros tipos de baterías, pero requieren circuitos de protección electrónica en la mayoría de las aplicaciones, ya que reaccionan negativamente tanto a la descarga profunda como a la sobrecarga.Las baterías solares de iones de litio se cargan con electricidad de la instalación fotovoltaica y se descargan de nuevo según sea necesario. Durante mucho tiempo, las baterías de plomo se consideraron la solución de energía solar ideal para este fin. Sin embargo, las baterías basadas en iones de litio tienen ventajas decisivas, aunque su compra conlleva costes adicionales, que, sin embargo, se recuperan mediante un uso específico.Estructura técnica y comportamiento del almacenamiento de energía de las baterías de iones de litioLas baterías de iones de litio no se diferencian fundamentalmente de las baterías de plomo-ácido en su estructura general. Sólo el portador de carga es diferente: cuando la batería está cargada, los iones de litio "migran" del electrodo positivo al electrodo negativo de la batería y permanecen "almacenados" allí hasta que la batería se descarga nuevamente. Como electrodos se suelen utilizar conductores de grafito de alta calidad. Sin embargo, también existen variantes con conductores de hierro o conductores de cobalto.Dependiendo de los conductores utilizados, las baterías de iones de litio tendrán diferentes voltajes. En una batería de iones de litio, el electrolito debe estar libre de agua, ya que el litio y el agua provocan una reacción violenta. A diferencia de sus predecesoras de plomo-ácido, las modernas baterías de iones de litio (casi) no tienen (casi) ningún efecto memoria ni autodescarga, y las baterías de iones de litio conservan toda su potencia durante mucho tiempo.Las baterías de almacenamiento de energía de iones de litio suelen estar compuestas por los elementos químicos manganeso, níquel y cobalto. El cobalto (término químico: cobalto) es un elemento escaso y, por tanto, encarece la producción de acumuladores de Li. Además, el cobalto es perjudicial para el medio ambiente. Por lo tanto, existen múltiples esfuerzos de investigación para producir el material catódico para baterías de alto voltaje de iones de litio sin cobalto.Ventajas de las baterías de iones de litio sobre las baterías de plomo-ácido◎El uso de baterías modernas de iones de litio conlleva una serie de ventajas que las simples baterías de plomo-ácido no pueden ofrecer.◎Por un lado, tienen una vida útil mucho más larga que las baterías de plomo-ácido. Una batería de iones de litio es capaz de almacenar energía solar durante un período de casi 20 años.◎El número de ciclos de carga y la profundidad de descarga también son muchas veces mayores que en las baterías de plomo.◎Debido a los diferentes materiales utilizados en su producción, las baterías de iones de litio también son mucho más ligeras que las de plomo y más compactas. Por tanto, ocupan menos espacio durante la instalación.◎Las baterías de iones de litio también tienen mejores propiedades de almacenamiento en términos de autodescarga.◎Además, no hay que olvidar el aspecto medioambiental: porque las baterías de plomo no son especialmente respetuosas con el medio ambiente en su producción debido al plomo utilizado.Cifras técnicas clave de las baterías de iones de litioPor otro lado, también hay que mencionar que, debido al largo periodo de uso de las baterías de plomo, existen estudios a largo plazo mucho más significativos que para las todavía muy nuevas baterías de iones de litio, por lo que su uso y sus costes asociados también se puede calcular mejor y de forma más fiable. Además, el sistema de seguridad de las baterías de plomo modernas es en parte incluso mejor que el de las baterías de iones de litio.En principio, la preocupación por defectos peligrosos en las células de iones de litio tampoco es infundada: en el ánodo se pueden formar, por ejemplo, dendritas, es decir, depósitos puntiagudos de litio. La probabilidad de que estos provoquen cortocircuitos y, por tanto, en última instancia, también provoquen una fuga térmica (una reacción exotérmica con una fuerte generación de calor autoacelerada) se da especialmente en las pilas de litio que contienen componentes de baja calidad. En el peor de los casos, la propagación de este fallo a las celdas vecinas puede provocar una reacción en cadena y un incendio en la batería.Sin embargo, a medida que cada vez más clientes utilizan baterías de iones de litio como baterías solares, los efectos de aprendizaje de los fabricantes con mayores cantidades de producción también conducen a nuevas mejoras técnicas en el rendimiento del almacenamiento y a una mayor seguridad operativa de las baterías de iones de litio, así como a mayores reducciones de costes. . El estado actual del desarrollo técnico de las baterías de iones de litio se puede resumir en las siguientes cifras técnicas clave:

Capacidad de almacenamiento y costos de las baterías solares de iones de litioEl coste de una batería solar de iones de litio es generalmente mayor que el de una batería de plomo-ácido. Por ejemplo, baterías de plomo con una capacidad de5 kWhActualmente cuestan una media de 800 dólares por kilovatio hora de capacidad nominal.Los sistemas de litio comparables, por el contrario, cuestan 1.700 dólares por kilovatio hora. Sin embargo, la diferencia entre los sistemas más baratos y los más caros es significativamente mayor que en el caso de los sistemas líderes. Por ejemplo, también se pueden adquirir baterías de litio de 5 kWh por tan solo 1.200 dólares el kWh.Sin embargo, a pesar de los costes de compra generalmente más altos, el coste de un sistema de batería solar de iones de litio por kilovatio hora almacenado se calcula más favorablemente durante toda la vida útil, ya que las baterías de iones de litio proporcionan energía durante más tiempo que las baterías de plomo-ácido, que tienen ser reemplazado después de un cierto período de tiempo.Por lo tanto, al comprar un sistema de almacenamiento de batería residencial, no hay que temer los mayores costes de compra, sino que siempre hay que relacionar la eficiencia económica de una batería de iones de litio con la vida útil total y el número de kilovatios hora almacenados.Se pueden utilizar las siguientes fórmulas para calcular todas las cifras clave de un sistema de almacenamiento de batería de iones de litio para sistemas fotovoltaicos:1) Capacidad nominal * ciclos de carga = Capacidad de almacenamiento teórica.2) Capacidad de almacenamiento teórica * Eficiencia * Profundidad de descarga = Capacidad de almacenamiento utilizable3) Costo de compra / Capacidad de almacenamiento utilizable = Costo por kWh almacenado

BSLBATT: Fabricante de baterías solares de iones de litioActualmente existen muchos fabricantes y proveedores de baterías de iones de litio.Baterías solares de iones de litio BSLBATTUtilice celdas LiFePo4 de grado A de BYD, Nintec y CATL, combínelas y proporciónelas con un sistema de control de carga (sistema de gestión de batería) adaptado al almacenamiento de energía fotovoltaica para garantizar el funcionamiento adecuado y sin problemas de cada celda de almacenamiento individual. así como todo el sistema.