Tecnologia, vantagens e custos das baterias de íons de lítio

Como funciona uma bateria de íon de lítio? Que vantagens ela tem em relação a uma bateria de chumbo-ácido? Quando o armazenamento de uma bateria de íons de lítio compensa?A bateria de íon de lítio(abreviação: bateria de íons de lítio ou bateria de íons de lítio) é o termo genérico para acumuladores baseados em compostos de lítio em todas as três fases, no eletrodo negativo, no eletrodo positivo e também no eletrólito, a célula eletroquímica. As baterias de íons de lítio possuem alta energia específica em comparação com outros tipos de baterias, mas requerem circuitos de proteção eletrônica na maioria das aplicações, pois reagem negativamente tanto à descarga profunda quanto à sobrecarga.As baterias solares de íon de lítio são carregadas com eletricidade do sistema fotovoltaico e descarregadas novamente conforme necessário. Durante muito tempo, as baterias de chumbo foram consideradas a solução ideal de energia solar para este fim. No entanto, as baterias baseadas em iões de lítio apresentam vantagens decisivas, embora a compra ainda esteja associada a custos adicionais, que são, no entanto, recuperados através de uma utilização direccionada.Estrutura Técnica e Comportamento de Armazenamento de Energia de Baterias de Íons de LítioAs baterias de íon-lítio não diferem fundamentalmente das baterias de chumbo-ácido em sua estrutura geral. Apenas o portador de carga é diferente: quando a bateria está carregada, os íons de lítio "migram" do eletrodo positivo para o eletrodo negativo da bateria e permanecem lá "armazenados" até que a bateria seja novamente descarregada. Condutores de grafite de alta qualidade são geralmente usados ​​como eletrodos. No entanto, também existem variantes com condutores de ferro ou condutores de cobalto.Dependendo dos condutores utilizados, as baterias de íons de lítio terão tensões diferentes. O eletrólito em si deve ser isento de água em uma bateria de íon de lítio, pois o lítio e a água desencadeiam uma reação violenta. Em contraste com os seus antecessores de chumbo-ácido, as baterias modernas de iões de lítio (quase) não têm efeitos de memória ou auto-descargas, e as baterias de iões de lítio mantêm a sua potência total durante muito tempo.As baterias de armazenamento de energia de íons de lítio geralmente consistem nos elementos químicos manganês, níquel e cobalto. O cobalto (termo químico: cobalto) é um elemento raro e, portanto, torna a produção de baterias de armazenamento de Li mais cara. Além disso, o cobalto é prejudicial ao meio ambiente. Portanto, existem vários esforços de pesquisa para produzir o material catódico para baterias de íon-lítio de alta tensão sem cobalto.Vantagens das baterias de íon de lítio em relação às baterias de chumbo-ácido◎O uso de baterias modernas de íons de lítio traz consigo uma série de vantagens que as simples baterias de chumbo-ácido não podem oferecer.◎Por um lado, elas têm uma vida útil muito mais longa do que as baterias de chumbo-ácido. Uma bateria de íons de lítio é capaz de armazenar energia solar por um período de quase 20 anos.◎O número de ciclos de carga e a profundidade de descarga também são muitas vezes maiores do que com baterias de chumbo.◎Devido aos diferentes materiais utilizados na produção, as baterias de íons de lítio também são muito mais leves que as baterias de chumbo e mais compactas. Portanto, ocupam menos espaço durante a instalação.◎As baterias de íons de lítio também possuem melhores propriedades de armazenamento em termos de autodescarga.◎Além disso, não se deve esquecer o aspecto ambiental: porque as baterias de chumbo não são particularmente amigas do ambiente na sua produção devido ao chumbo utilizado.Principais números técnicos de baterias de íons de lítioPor outro lado, deve também ser mencionado que, devido ao longo período de utilização das baterias de chumbo, existem estudos de longo prazo muito mais significativos do que para as ainda muito novas baterias de iões de lítio, pelo que a sua utilização e custos associados também pode ser calculado melhor e de forma mais confiável. Além disso, o sistema de segurança das baterias de chumbo modernas é, em parte, ainda melhor do que o das baterias de iões de lítio.Em princípio, a preocupação com defeitos perigosos nas células de íons de lítio também não é infundada: por exemplo, dendritos, ou seja, depósitos pontiagudos de lítio, podem se formar no ânodo. A probabilidade de que estes desencadeiem curtos-circuitos e, portanto, também causem uma fuga térmica (uma reação exotérmica com geração de calor forte e autoacelerada), é particularmente dada em células de lítio que contêm componentes celulares de baixa qualidade. Na pior das hipóteses, a propagação desta falha para células vizinhas pode levar a uma reação em cadeia e a um incêndio na bateria.No entanto, à medida que cada vez mais clientes utilizam baterias de iões de lítio como baterias solares, os efeitos de aprendizagem dos fabricantes com maiores quantidades de produção também conduzem a novas melhorias técnicas do desempenho de armazenamento e a uma maior segurança operacional das baterias de iões de lítio, bem como a maiores reduções de custos. . O atual status de desenvolvimento técnico das baterias de íons de lítio pode ser resumido nos seguintes números técnicos:

Capacidade de armazenamento e custos de baterias solares de íons de lítioO custo de uma bateria solar de íon de lítio é geralmente mais alto do que o de uma bateria de chumbo-ácido. Por exemplo, baterias de chumbo com capacidade de5kWhatualmente custa em média 800 dólares por quilowatt-hora de capacidade nominal.Sistemas de lítio comparáveis, por outro lado, custam 1.700 dólares por quilowatt-hora. No entanto, a diferença entre os sistemas mais baratos e os mais caros é significativamente mais elevada do que nos sistemas principais. Por exemplo, baterias de lítio com 5 kWh também estão disponíveis por apenas 1.200 dólares por kWh.Apesar dos custos de aquisição geralmente mais elevados, no entanto, o custo de um sistema de bateria solar de iões de lítio por quilowatt-hora armazenado é mais favorável calculado ao longo de toda a vida útil, uma vez que as baterias de iões de lítio fornecem energia durante mais tempo do que as baterias de chumbo-ácido, que têm ser substituído após um certo período de tempo.Portanto, ao comprar um sistema de armazenamento de bateria residencial, não se deve se assustar com custos de aquisição mais elevados, mas deve sempre relacionar a eficiência econômica de uma bateria de íons de lítio com toda a vida útil e número de quilowatts-hora armazenados.As fórmulas a seguir podem ser usadas para calcular todos os números-chave de um sistema de armazenamento de bateria de íons de lítio para sistemas fotovoltaicos:1) Capacidade nominal * ciclos de carga = Capacidade teórica de armazenamento.2) Capacidade teórica de armazenamento * Eficiência * Profundidade de descarga = Capacidade de armazenamento utilizável3) Custo de aquisição / Capacidade de armazenamento utilizável = Custo por kWh armazenado

BSLBATT: Fabricante de baterias solares de íons de lítioAtualmente existem muitos fabricantes e fornecedores de baterias de íon de lítio.Baterias solares de íon de lítio BSLBATTuse células LiFePo4 de grau A da BYD, Nintec e CATL, combine-as e forneça-lhes um sistema de controle de carga (sistema de gerenciamento de bateria) adaptado ao armazenamento de energia fotovoltaica para garantir a operação adequada e sem problemas de cada célula de armazenamento individual como bem como todo o sistema.