A lítium-ion akkumulátorok technológiája, előnyei és költségei

Hogyan működik a lítium-ion akkumulátor?Milyen előnyei vannak az ólom-savas akkumulátorral szemben?Mikor kifizetődő a lítium-ion akkumulátor tárolása?A lítium-ion akkumulátor(röviden: lítium-akkumulátor vagy Li-ion akkumulátor) a lítiumvegyületeken alapuló akkumulátorok általános elnevezése mindhárom fázisban, a negatív elektródában, a pozitív elektródában, valamint az elektrolitban, az elektrokémiai cellában.A lítium-ion akkumulátorok fajlagos energiája más típusú akkumulátorokhoz képest magas, de a legtöbb alkalmazásban elektronikus védőáramkörökre van szükség, mivel mind a mélykisülésre, mind a túltöltésre károsan reagálnak.A lítium-ionos napelemek a fotovoltaikus rendszerből származó árammal töltődnek fel, majd szükség szerint újra kisütik.Sokáig az ólom akkumulátorokat tartották ideális napelemes megoldásnak erre a célra.A lítium-ion akkumulátoroknak azonban döntő előnyei vannak, bár a vásárlás továbbra is járulékos költségekkel jár, amelyek azonban a célzott használat révén megtérülnek.A lítium-ion akkumulátorok műszaki felépítése és energiatárolási viselkedéseA lítium-ion akkumulátorok általános felépítésükben nem különböznek alapvetően az ólom-savas akkumulátoroktól.Csak a töltéshordozó különbözik: Az akkumulátor feltöltésekor a lítium-ionok „vándorolnak” a pozitív elektródáról az akkumulátor negatív elektródájára, és ott „tárolódnak”, amíg az akkumulátor újra le nem merül.Elektródaként általában kiváló minőségű grafitvezetőket használnak.Vannak azonban vasvezetős vagy kobaltvezetős változatok is.A használt vezetőktől függően a lítium-ion akkumulátorok eltérő feszültségűek lesznek.A lítium-ion akkumulátorban magának az elektrolitnak vízmentesnek kell lennie, mivel a lítium és a víz heves reakciót vált ki.A modern lítium-ion akkumulátorok ólom-savas elődeikkel ellentétben (szinte) nem rendelkeznek memóriaeffektussal vagy önkisüléssel, a lítium-ion akkumulátorok pedig hosszú ideig megőrzik teljes teljesítményüket.A lítium-ion akkumulátorok általában mangán, nikkel és kobalt kémiai elemekből állnak.A kobalt (kémiai elnevezése: kobalt) ritka elem, ezért megdrágítja a Li akkumulátorok gyártását.Ezenkívül a kobalt káros a környezetre.Ezért számos kutatási erőfeszítés folyik a lítium-ion nagyfeszültségű akkumulátorok katódanyagának előállítására kobalt nélkül.A lítium-ion akkumulátorok előnyei az ólom-savas akkumulátorokkal szemben◎A modern lítium-ion akkumulátorok használata számos előnnyel jár, amelyeket az egyszerű ólom-savas akkumulátorok nem képesek biztosítani.◎Egyrészt sokkal hosszabb élettartamúak, mint az ólom-savas akkumulátorok.A lítium-ion akkumulátor közel 20 évig képes napenergiát tárolni.◎A töltési ciklusok száma és a kisütési mélység is sokszorosa az ólomakkukéhoz képest.◎A gyártás során felhasznált különböző anyagok miatt a lítium-ion akkumulátorok sokkal könnyebbek, mint az ólom akkumulátorok, és kompaktabbak is.Ezért a telepítés során kevesebb helyet foglalnak el.◎A lítium-ion akkumulátorok jobb tárolási tulajdonságokkal rendelkeznek az önkisülés szempontjából is.◎Emellett nem szabad megfeledkezni a környezetvédelmi szempontról sem: Mivel az ólom akkumulátorok gyártásuk során a felhasznált ólom miatt nem különösebben környezetbarátak.A lítium-ion akkumulátorok műszaki főbb adataiMásrészt azt is meg kell említeni, hogy az ólomakkumulátorok hosszú használatának köszönhetően sokkal értelmesebb hosszú távú tanulmányok állnak rendelkezésre, mint a még nagyon új lítium-ion akkumulátorok esetében, így használatuk és a kapcsolódó költségek is jobban és megbízhatóbban számolható.Ráadásul a modern ólom akkumulátorok biztonsági rendszere részben még a lítium-ion akkumulátorokénál is jobb.Elvileg nem alaptalan az aggodalom a lítium-cellák veszélyes hibái miatt: például dendritek, azaz hegyes lítiumlerakódások képződhetnek az anódon.Annak a valószínűsége, hogy ezek aztán rövidzárlatot váltanak ki, és így végső soron hőkifutást is okoznak (erős, öngyorsuló hőtermeléssel járó exoterm reakció), különösen adott a rossz minőségű cellakomponenseket tartalmazó lítiumcellákban.A legrosszabb esetben ennek a hibának a szomszédos cellákra való átterjedése láncreakciót és tüzet okozhat az akkumulátorban.Mivel azonban egyre több vásárló használja a lítium-ion akkumulátorokat napelemként, a nagyobb gyártási mennyiséggel rendelkező gyártók tanulási hatásai a lítium-ion akkumulátorok tárolási teljesítményének és üzembiztonságának további technikai javulását, valamint további költségcsökkentést is eredményeznek. .A Li-ion akkumulátorok jelenlegi műszaki fejlettsége az alábbi műszaki kulcsszámokban foglalható össze:

A lítium-ion napelemek tárolási kapacitása és költségeiA lítium-ion napelem ára általában magasabb, mint az ólom-savas akkumulátoré.Például ólom akkumulátorok kapacitása5 kWhjelenleg átlagosan 800 dollárba kerül a névleges kapacitás kilowattórája.A hasonló lítium rendszerek viszont 1700 dollárba kerülnek kilowattóránként.A legolcsóbb és legdrágább rendszerek közötti különbség azonban lényegesen magasabb, mint az ólomrendszereknél.Például az 5 kWh-s lítium akkumulátorok is kaphatók már 1200 dollár/kWh áron.Az általánosan magasabb beszerzési költségek ellenére azonban a lítium-ion napelemes rendszer egy tárolt kilowattóránkénti költsége a teljes élettartamra számolva kedvezőbb, mivel a lítium-ion akkumulátorok hosszabb ideig biztosítják az áramellátást, mint az ólom-savas akkumulátorok. bizonyos idő elteltével ki kell cserélni.Lakossági akkumulátortároló rendszer vásárlásakor tehát nem szabad megijedni a magasabb beszerzési költségektől, hanem a lítium-ion akkumulátor gazdaságosságát mindig a teljes élettartamhoz és a tárolt kilowattórák számához kell viszonyítani.A következő képletek használhatók a napelemes rendszerek lítium-ion akkumulátoros tárolórendszerének összes kulcsfontosságú értékének kiszámításához:1) Névleges kapacitás * töltési ciklusok = elméleti tárolókapacitás.2) Elméleti tárolókapacitás * Hatékonyság * Kisütési mélység = Kihasználható tárolókapacitás3) Beszerzési költség / Felhasználható tárolókapacitás = Tárolt kWh-ra eső költség

BSLBATT: Lítium-ion napelemek gyártójaJelenleg számos lítium-ion akkumulátor gyártó és szállító létezik.BSLBATT lítium-ion napelemekhasználja a BYD, Nintec és CATL A-osztályú LiFePo4 celláit, kombinálja őket, és biztosítsa őket a fotovoltaikus energiatároláshoz igazított töltésvezérlő rendszerrel (akkumulátor-kezelő rendszerrel), amely biztosítja az egyes tárolócellák megfelelő és problémamentes működését. valamint az egész rendszert.