リチウムイオン電池の技術、メリット、コスト

リチウムイオン電池はどのように機能するのでしょうか?鉛蓄電池に比べてどのような利点がありますか?リチウムイオン電池のストレージが効果を発揮するのはいつですか?A リチウムイオン電池（略称：リチウムイオン電池またはリチウムイオン電池）は、負極、正極、電解質、電気化学セルの 3 相すべてにリチウム化合物をベースにした蓄電池の総称です。リチウムイオン電池は他の種類の電池に比べて高い比エネルギーを持っていますが、深放電と過充電の両方に悪影響を与えるため、ほとんどの用途では電子保護回路が必要です。リチウムイオン太陽電池は、太陽光発電システムからの電力で充電され、必要に応じて再び放電されます。長い間、鉛バッテリーがこの目的に最適な太陽光発電ソリューションと考えられていました。ただし、リチウムイオン電池を使用することには決定的な利点がありますが、購入には依然として追加コストがかかりますが、対象を絞った使用によって回収されます。リチウムイオン電池の技術構造とエネルギー貯蔵挙動リチウムイオン電池の一般的な構造は鉛酸電池と基本的に変わりません。電荷担体のみが異なります。バッテリーが充電されると、リチウムイオンはバッテリーの正極から負極に「移動」し、バッテリーが再び放電されるまでそこに「保管」されます。通常、高品質のグラファイト導体が電極として使用されます。ただし、鉄導体またはコバルト導体を使用したバリエーションもあります。使用される導体に応じて、リチウムイオン電池の電圧は異なります。リチウムと水は激しい反応を引き起こすため、リチウムイオン電池では電解質自体に水分が含まれていない必要があります。以前の鉛蓄電池とは対照的に、最新のリチウムイオン電池にはメモリー効果や自己放電が（ほぼ）なく、フルパワーを長期間維持します。リチウムイオン蓄電池は通常、マンガン、ニッケル、コバルトという化学元素で構成されています。コバルト（化学用語：コバルト）は希少元素であるため、Li蓄電池の製造コストが高くなります。さらに、コバルトは環境に有害です。したがって、コバルトを使用せずにリチウムイオン高電圧電池の正極材料を製造するための研究が数多く行われています。鉛蓄電池に対するリチウムイオン電池の利点◎最新のリチウムイオン電池を使用すると、単純な鉛蓄電池では得られない多くの利点がもたらされます。◎まず、鉛蓄電池よりも耐用年数がはるかに長いことが挙げられます。リチウムイオン電池は太陽光発電を約 20 年間蓄えることができます。◎充電サイクルの数と放電深度も、鉛バッテリーに比べて何倍も長くなります。◎製造時に使用される材料が異なるため、リチウムイオン電池は鉛電池よりもはるかに軽く、よりコンパクトです。したがって、設置時に占めるスペースが少なくなります。◎リチウムイオン電池は、自己放電に関しても優れた保存特性を持っています。◎さらに、環境面も忘れてはなりません。鉛バッテリーは鉛を使用しているため、製造時に特に環境に優しいわけではありません。リチウムイオン電池の技術キー数値一方で、鉛バッテリーは使用期間が長いため、まだ非常に新しいリチウムイオンバッテリーよりもはるかに有意義な長期研究が行われており、その使用と関連コストが大幅に減少することにも言及しなければなりません。より正確かつ確実に計算することもできます。さらに、最新の鉛バッテリーの安全システムは、部分的にはリチウムイオンバッテリーよりも優れています。原則として、リチウムイオン電池の危険な欠陥に関する懸念も根拠がないわけではありません。たとえば、樹枝状結晶、つまり尖ったリチウムの堆積物がアノード上に形成される可能性があります。これらが短絡を引き起こし、最終的には熱暴走 (強力な自己加速発熱を伴う発熱反応) を引き起こす可能性は、特に低品質の電池コンポーネントを含むリチウム電池で発生します。最悪の場合、この障害が隣接するセルに伝播すると、連鎖反応が発生し、バッテリーの火災が発生する可能性があります。しかし、太陽電池としてリチウムイオン電池を使用する顧客が増えるにつれ、生産量の多いメーカーの学習効果もあり、リチウムイオン電池の保存性能や動作安全性のさらなる技術向上、さらにはさらなるコスト削減にもつながる。 。リチウムイオン電池の現在の技術開発状況は、次の技術キー数値に要約できます。

リチウムイオン太陽電池の蓄電容量とコストリチウムイオン太陽電池のコストは、一般に鉛蓄電池のコストよりも高くなります。たとえば、次の容量の鉛バッテリー。5kWh現在、公称容量 1 キロワット時あたり平均 800 ドルのコストがかかります。一方、同等のリチウム システムのコストは 1 キロワット時あたり 1,700 ドルです。ただし、最も安価なシステムと最も高価なシステムの間のスプレッドは、リード システムよりも大幅に高くなります。たとえば、5 kWh のリチウム電池も 1 kWh あたり 1,200 ドルという低価格で入手できます。ただし、一般に購入コストが高いにもかかわらず、リチウムイオン太陽電池システムは蓄電キロワット時あたりのコストを耐用年数全体で計算すると有利になります。これは、リチウムイオン電池は鉛蓄電池よりも長時間電力を供給できるためです。一定期間経過後に交換となります。したがって、住宅用蓄電池システムを購入するときは、購入コストの高さに怯えてはならず、常にリチウムイオン電池の経済効率を全体の耐用年数と蓄電キロワット時数に関連付けなければなりません。次の式を使用して、太陽光発電システム用のリチウムイオン電池蓄電システムのすべての主要な数値を計算できます。1) 公称容量 * 充電サイクル = 理論上のストレージ容量。2) 理論上の貯蔵容量 * 効率 * 放電深度 = 使用可能な貯蔵容量3) 購入コスト / 使用可能なストレージ容量 = ストレージ kWh あたりのコスト

BSLBATT: リチウムイオン太陽電池のメーカー現在、リチウムイオン電池のメーカーやサプライヤーは数多くあります。BSLBATT リチウムイオン太陽電池BYD、Nintec、CATL の A グレード LiFePo4 セルを使用し、それらを組み合わせて、太陽光発電貯蔵に適した充電制御システム (バッテリー管理システム) を提供し、個々の蓄電池が適切かつトラブルなく動作することを保証します。システム全体も同様です。