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.Ezzel szemben a hasonló lítium rendszerek kilowattóránként 1700 dollárba kerülnek. 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 = Felhasználható 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.