Litiumioniakkujen tekniikka, edut ja kustannukset

Miten litiumioniakku toimii? Mitä etuja sillä on lyijyakkuihin verrattuna? Milloin litiumioniakun varastointi kannattaa?A litiumioniakku(lyhyesti: litiumparisto tai litiumioniakku) on yleistermi akuille, jotka perustuvat litiumyhdisteisiin kaikissa kolmessa vaiheessa negatiivisessa elektrodissa, positiivisessa elektrodissa sekä elektrolyytissä, sähkökemiallisessa kennossa. Litiumioniakuilla on korkea ominaisenergia verrattuna muihin akkutyyppeihin, mutta ne vaativat elektronisia suojapiirejä useimmissa sovelluksissa, koska ne reagoivat haitallisesti sekä syväpurkaukseen että ylilataukseen.Litiumioniakut ladataan aurinkosähköjärjestelmästä tulevalla sähköllä ja puretaan uudelleen tarpeen mukaan. Lyijyakkuja pidettiin pitkään ihanteellisena aurinkoenergiaratkaisuna tähän tarkoitukseen. Litium-ioni-akuilla on kuitenkin ratkaisevia etuja, vaikka hankintaan liittyy edelleen lisäkustannuksia, jotka kuitenkin tulevat takaisin kohdistetulla käytöllä.Litiumioniakkujen tekninen rakenne ja energian varastointikäyttäytyminenLitiumioniakut eivät eroa olennaisesti lyijyakuista yleisrakenteeltaan. Vain varauksen kantaja on erilainen: Kun akku ladataan, litiumionit "vaeltavat" positiiviselta elektrodilta akun negatiiviselle elektrodille ja pysyvät siellä "varastoituna", kunnes akku purkautuu uudelleen. Elektrodeina käytetään yleensä korkealaatuisia grafiittijohtimia. On kuitenkin olemassa myös malleja, joissa on rautajohtimia tai kobolttijohtimia.Käytetyistä johtimista riippuen litiumioniakuilla on erilaiset jännitteet. Itse elektrolyytin on oltava litiumioniakussa vedetön, koska litium ja vesi laukaisevat voimakkaan reaktion. Toisin kuin lyijyakuissa, nykyaikaisissa litiumioniakuissa ei (lähes) ole muistiefektejä tai itsepurkauksia, ja litiumioniakut säilyttävät täyden tehonsa pitkään.Litiumioniakut koostuvat yleensä kemiallisista alkuaineista mangaanista, nikkelistä ja koboltista. Koboltti (kemiallinen termi: koboltti) on harvinainen alkuaine ja tekee siksi litiumparistojen valmistuksen kalliimmaksi. Lisäksi koboltti on haitallista ympäristölle. Siksi on olemassa useita tutkimusyrityksiä tuottaa katodimateriaali litiumioniakkuja varten ilman kobolttia.Litiumioniakkujen edut lyijyakkuihin verrattuna◎Nykyaikaisten litiumioniakkujen käyttö tuo mukanaan useita etuja, joita yksinkertaiset lyijyakut eivät pysty tarjoamaan.◎Ensinnäkin niillä on paljon pidempi käyttöikä kuin lyijyakuilla. Litiumioniakku pystyy varastoimaan aurinkoenergiaa lähes 20 vuoden ajan.◎Latausjaksojen määrä ja purkautumissyvyys on myös monta kertaa suurempi kuin lyijyakuilla.◎Tuotannossa käytettyjen eri materiaalien ansiosta litiumioniakut ovat myös paljon kevyempiä kuin lyijyakut ja kompaktimpia. Siksi ne vievät vähemmän tilaa asennuksen aikana.◎Litiumioniakuilla on myös paremmat säilytysominaisuudet itsepurkautumisen kannalta.◎Lisäksi ei saa unohtaa ympäristönäkökohtaa: Koska lyijyakut eivät ole valmistuksessaan käytetyn lyijyn vuoksi erityisen ympäristöystävällisiä.Litiumioniakkujen tekniset tunnusluvutToisaalta on myös mainittava, että lyijyakkujen pitkän käyttöajan vuoksi on olemassa paljon mielekkäämpiä pitkän aikavälin tutkimuksia kuin vielä hyvin uusilla litiumioniakuilla, joten niiden käyttö ja siihen liittyvät kustannukset voidaan myös laskea paremmin ja luotettavammin. Lisäksi nykyaikaisten lyijyakkujen turvajärjestelmä on osittain jopa litiumioniakkuja parempi.Periaatteessa huoli li-ionikennojen vaarallisista vioista ei ole myöskään aiheeton: Anodille voi muodostua esimerkiksi dendriittejä eli teräviä litiumkertymiä. Todennäköisyys, että nämä sitten laukaisevat oikosulkuja ja lopulta aiheuttavat myös lämpökarkaamisen (eksoterminen reaktio, jossa on voimakas, itsestään kiihtyvä lämmöntuotto), on erityisesti annettu litiumkennoissa, jotka sisältävät huonolaatuisia kennokomponentteja. Pahimmassa tapauksessa tämän vian leviäminen viereisiin kennoihin voi johtaa ketjureaktioon ja tulipaloon akussa.Kuitenkin, kun yhä useammat asiakkaat käyttävät litiumioniakkuja aurinkoakkuina, suurempia tuotantomääriä valmistavien valmistajien oppimisvaikutukset johtavat myös litiumioniakkujen säilytyskyvyn ja käyttöturvallisuuden teknisiin parannuksiin sekä lisäkustannusten alenemiseen. . Li-ion-akkujen tämänhetkinen tekninen kehitystilanne voidaan tiivistää seuraaviin teknisiin tunnuslukuihin:

Litiumioniakkujen varastointikapasiteetti ja kustannuksetLitiumioniakun hinta on yleensä korkeampi kuin lyijyakun. Esimerkiksi lyijyakut, joiden kapasiteetti on5 kWhmaksavat tällä hetkellä keskimäärin 800 dollaria nimelliskapasiteetin kilowattitunnilta.Vertailukelpoiset litiumjärjestelmät sen sijaan maksavat 1 700 dollaria kilowattitunnilta. Halvimpien ja kalleimpien järjestelmien välinen ero on kuitenkin huomattavasti suurempi kuin lyijyjärjestelmissä. Esimerkiksi litiumakkuja, joiden teho on 5 kWh, on saatavana myös vain 1 200 dollarilla kilowattitunnilta.Yleisesti korkeammista hankintakustannuksista huolimatta litiumioniakkujärjestelmän hinta varastoitua kilowattituntia kohti on kuitenkin edullisempi koko käyttöiän ajalle laskettuna, koska litiumioniakut tarjoavat virtaa pidempään kuin lyijyakut, jotka ovat vaihdettava tietyn ajan kuluttua.Asuntojen akkuvarastojärjestelmää ostettaessa ei siis saa pelästyttää korkeampia hankintakustannuksia, vaan litiumioniakun taloudellinen hyötysuhde tulee aina suhteuttaa koko käyttöikään ja varastoitujen kilowattituntien määrään.Seuraavia kaavoja voidaan käyttää kaikkien aurinkosähköjärjestelmien litiumioniakkujen varastointijärjestelmän tunnuslukujen laskemiseen:1) Nimelliskapasiteetti * latausjaksot = teoreettinen tallennuskapasiteetti.2) Teoreettinen varastointikapasiteetti * Tehokkuus * Purkaussyvyys = Käytettävä varastokapasiteetti3) Ostohinta / Käytettävä varastokapasiteetti = Kustannukset varastoitua kWh kohti

BSLBATT: Lithium-ion-aurinkoakkujen valmistajaTällä hetkellä on monia litiumioniakkujen valmistajia ja toimittajia.BSLBATT litiumioniakkujakäytä BYD:n, Nintecin ja CATL:n A-luokan LiFePo4-kennoja, yhdistä ne ja tarjoa niille latauksenohjausjärjestelmä (akunhallintajärjestelmä), joka on mukautettu aurinkosähkövirran varastointiin varmistamaan jokaisen yksittäisen varastokennon oikean ja häiriöttömän toiminnan. sekä koko järjestelmä.