فناوری، مزایا و هزینه‌های باتری‌های لیتیوم یونی

باتری لیتیوم یون چگونه کار می کند؟ چه مزایایی نسبت به باتری سرب اسیدی دارد؟ ذخیره باتری لیتیوم یون چه زمانی جواب می دهد؟A باتری لیتیوم یون(کوتاه: باتری لیتیومیون یا باتری لیتیوم یون) اصطلاح عمومی برای انباشته های مبتنی بر ترکیبات لیتیوم در هر سه فاز، در الکترود منفی، در الکترود مثبت و همچنین در الکترولیت، سلول الکتروشیمیایی است. باتری‌های لیتیوم یون انرژی ویژه بالایی در مقایسه با انواع دیگر باتری‌ها دارند، اما در بیشتر کاربردها به مدارهای حفاظتی الکترونیکی نیاز دارند، زیرا به تخلیه عمیق و شارژ بیش از حد واکنش منفی نشان می‌دهند.باتری های خورشیدی لیتیوم یونی با برق از سیستم فتوولتائیک شارژ می شوند و در صورت لزوم دوباره تخلیه می شوند. برای مدت طولانی، باتری های سرب به عنوان راه حل ایده آل انرژی خورشیدی برای این منظور در نظر گرفته می شدند. با این حال، باتری های لیتیوم یونی دارای مزایای تعیین کننده ای هستند، اگرچه خرید هنوز با هزینه های اضافی همراه است، که با این حال، از طریق استفاده هدفمند جبران می شود.ساختار فنی و رفتار ذخیره انرژی باتری های لیتیوم یونیباتری های لیتیوم یونی از نظر ساختار کلی با باتری های سرب اسید تفاوت اساسی ندارند. فقط حامل شارژ متفاوت است: هنگامی که باتری شارژ می شود، یون های لیتیوم از الکترود مثبت به الکترود منفی باتری "کوچ" می کنند و تا زمانی که باتری دوباره تخلیه شود در آنجا "ذخیره" می شود. معمولاً از هادی های گرافیتی باکیفیت به عنوان الکترود استفاده می شود. با این حال، انواع مختلفی با هادی های آهنی یا هادی های کبالتی نیز وجود دارد.بسته به هادی های مورد استفاده، باتری های لیتیوم یون ولتاژ متفاوتی خواهند داشت. خود الکترولیت در باتری لیتیوم یونی باید بدون آب باشد زیرا لیتیوم و آب باعث واکنش شدید می شوند. باتری‌های لیتیوم یونی مدرن برخلاف مدل‌های قبلی‌شان، تقریباً هیچ اثر حافظه یا تخلیه خودکاری ندارند و باتری‌های لیتیوم یونی قدرت کامل خود را برای مدت طولانی حفظ می‌کنند.باتری های ذخیره انرژی لیتیوم یون معمولاً از عناصر شیمیایی منگنز، نیکل و کبالت تشکیل شده اند. کبالت (اصطلاح شیمیایی: کبالت) یک عنصر کمیاب است و به همین دلیل تولید باتری‌های ذخیره‌سازی لیتیوم را گران‌تر می‌کند. علاوه بر این، کبالت برای محیط زیست مضر است. بنابراین، تلاش‌های تحقیقاتی متعددی برای تولید مواد کاتدی برای باتری‌های لیتیوم یونی با ولتاژ بالا بدون کبالت وجود دارد.مزایای باتری های لیتیوم یونی نسبت به باتری های سرب اسیدی◎استفاده از باتری‌های لیتیوم یونی مدرن مزایایی را به همراه دارد که باتری‌های اسید سرب ساده نمی‌توانند ارائه دهند.◎برای یک چیز، آنها عمر مفید بسیار بیشتری نسبت به باتری های سرب اسیدی دارند. باتری لیتیوم یونی قادر است انرژی خورشیدی را برای مدتی نزدیک به 20 سال ذخیره کند.◎تعداد چرخه های شارژ و عمق تخلیه نیز چندین برابر بیشتر از باتری های سربی است.◎با توجه به مواد مختلف مورد استفاده در تولید، باتری‌های لیتیوم یونی نیز بسیار سبک‌تر از باتری‌های سربی هستند و فشرده‌تر هستند. بنابراین در حین نصب فضای کمتری را اشغال می کنند.◎باتری های لیتیوم یونی نیز از نظر تخلیه خود دارای خواص ذخیره سازی بهتری هستند.◎علاوه بر این، نباید جنبه زیست محیطی را نیز فراموش کرد: زیرا باتری های سرب به دلیل سرب مصرفی، در تولید خود سازگاری خاصی با محیط زیست ندارند.شکل‌های کلیدی فنی باتری‌های لیتیوم یونیاز سوی دیگر، باید به این نکته نیز اشاره کرد که به دلیل استفاده طولانی مدت از باتری های سرب، مطالعات طولانی مدت بسیار معناداری نسبت به باتری های لیتیوم یونی بسیار جدید انجام شده است، به طوری که استفاده از آنها و هزینه های مرتبط با آن همچنین می توان بهتر و قابل اطمینان تر محاسبه کرد. علاوه بر این، سیستم ایمنی باتری‌های سرب مدرن تا حدی حتی بهتر از باتری‌های لیتیوم یونی است.در اصل، نگرانی در مورد نقص های خطرناک در سلول های یون لی بی اساس نیست: به عنوان مثال، دندریت ها، یعنی رسوبات لیتیوم نوک تیز، می توانند روی آند ایجاد شوند. این احتمال که اینها سپس باعث ایجاد مدارهای کوتاه شوند و در نتیجه در نهایت منجر به فرار حرارتی شوند (یک واکنش گرمازا با تولید گرمای قوی و خود شتاب‌دهنده) به ویژه در سلول‌های لیتیومی که حاوی اجزای سلولی با کیفیت پایین هستند داده می‌شود. در بدترین حالت، انتشار این گسل به سلول های همسایه می تواند منجر به یک واکنش زنجیره ای و آتش سوزی در باتری شود.با این حال، از آنجایی که مشتریان بیشتر و بیشتر از باتری‌های لیتیوم یونی به عنوان باتری خورشیدی استفاده می‌کنند، اثرات یادگیری تولیدکنندگان با مقادیر تولید بیشتر نیز منجر به بهبودهای فنی بیشتر در عملکرد ذخیره‌سازی و ایمنی عملیاتی بالاتر باتری‌های لیتیوم یون و همچنین کاهش بیشتر هزینه می‌شود. . وضعیت فعلی توسعه فنی باتری های لیتیوم یون را می توان در شکل های کلیدی فنی زیر خلاصه کرد:

ظرفیت ذخیره سازی و هزینه باتری های لیتیوم یون خورشیدیهزینه باتری خورشیدی لیتیوم یون معمولاً بیشتر از باتری سرب اسید است. به عنوان مثال، باتری های سرب با ظرفیت5 کیلووات ساعتدر حال حاضر به طور متوسط ​​800 دلار برای هر کیلووات ساعت ظرفیت اسمی هزینه دارد.از سوی دیگر، سیستم‌های لیتیومی قابل مقایسه، 1700 دلار در هر کیلووات ساعت هزینه دارند. با این حال، اختلاف بین ارزان ترین و گران ترین سیستم ها به طور قابل توجهی بیشتر از سیستم های سرب است. به عنوان مثال، باتری های لیتیومی با 5 کیلووات ساعت نیز با قیمتی کمتر از 1200 دلار در هر کیلووات ساعت در دسترس هستند.با این حال، علیرغم هزینه های خرید به طور کلی بالاتر، هزینه سیستم باتری خورشیدی لیتیوم یونی به ازای هر کیلووات ساعت ذخیره شده در کل عمر مفید محاسبه شده مطلوب تر است، زیرا باتری های لیتیوم یونی انرژی را برای مدت طولانی تری نسبت به باتری های سرب اسیدی تامین می کنند. پس از مدت زمان معینی تعویض شود.بنابراین، هنگام خرید یک سیستم ذخیره سازی باتری خانگی، نباید از هزینه های خرید بالاتر ترسید، بلکه باید همیشه بازده اقتصادی یک باتری لیتیوم یونی را با کل طول عمر و تعداد کیلووات ساعت ذخیره شده مرتبط کرد.فرمول های زیر را می توان برای محاسبه تمام ارقام کلیدی یک سیستم ذخیره سازی باتری لیتیوم یون برای سیستم های PV استفاده کرد:1) ظرفیت اسمی * چرخه شارژ = ظرفیت ذخیره سازی نظری.2) ظرفیت ذخیره سازی نظری * کارایی * عمق تخلیه = ظرفیت ذخیره سازی قابل استفاده3) هزینه خرید / ظرفیت ذخیره سازی قابل استفاده = هزینه هر کیلووات ساعت ذخیره شده

BSLBATT: تولید کننده باتری های لیتیوم یون خورشیدیدر حال حاضر تولید کنندگان و تامین کنندگان بسیاری از باتری های لیتیوم یونی وجود دارد.باتری های خورشیدی لیتیوم یون BSLBATTاز سلول‌های درجه A LiFePo4 از BYD، Nintec و CATL استفاده کنید، آنها را ترکیب کنید و یک سیستم کنترل شارژ (سیستم مدیریت باتری) متناسب با ذخیره‌سازی برق فتوولتائیک برای آنها فراهم کنید تا از عملکرد صحیح و بدون مشکل هر سلول ذخیره‌سازی منفرد اطمینان حاصل کنید. و همچنین کل سیستم