Tehnologia, avantajele și costurile bateriilor cu litiu-ion

Cum funcționează o baterie litiu-ion? Ce avantaje are față de o baterie plumb-acid? Când se plătește stocarea unei baterii litiu-ion?A baterie litiu-ion(scurt: baterie litiu-ion sau baterie Li-ion) este termenul generic pentru acumulatori pe bază de compuși de litiu în toate cele trei faze, în electrodul negativ, în electrodul pozitiv precum și în electrolit, celula electrochimică. Bateriile cu litiu-ion au o energie specifică mare în comparație cu alte tipuri de baterii, dar necesită circuite electronice de protecție în majoritatea aplicațiilor, deoarece reacţionează negativ atât la descărcarea profundă, cât și la supraîncărcare.Bateriile solare cu ioni de litiu sunt încărcate cu energie electrică din sistemul fotovoltaic și descărcate din nou după cum este necesar. Multă vreme, bateriile cu plumb au fost considerate soluția ideală de energie solară în acest scop. Cu toate acestea, bateriile bazate pe litiu-ion au avantaje decisive, deși achiziția este în continuare asociată cu costuri suplimentare, care sunt, totuși, recuperate prin utilizarea țintită.Structura tehnică și comportamentul de stocare a energiei al bateriilor litiu-ionBateriile cu litiu-ion nu diferă fundamental de bateriile cu plumb-acid în structura lor generală. Doar purtătorul de încărcare este diferit: atunci când bateria este încărcată, ionii de litiu „migrează” de la electrodul pozitiv la electrodul negativ al bateriei și rămân „depozitați” acolo până când bateria se descarcă din nou. Ca electrozi se folosesc de obicei conductoare de grafit de înaltă calitate. Există însă și variante cu conductori de fier sau conductori de cobalt.În funcție de conductorii utilizați, bateriile litiu-ion vor avea tensiuni diferite. Electrolitul în sine trebuie să fie fără apă într-o baterie litiu-ion, deoarece litiul și apa declanșează o reacție violentă. Spre deosebire de predecesorii lor cu plumb-acid, bateriile moderne litiu-ion nu au (aproape) efecte de memorie sau auto-descărcări, iar bateriile litiu-ion își păstrează puterea maximă pentru o lungă perioadă de timp.Bateriile de acumulare a energiei cu litiu-ion constau de obicei din elemente chimice mangan, nichel și cobalt. Cobaltul (termen chimic: cobalt) este un element rar și, prin urmare, face producția de acumulatori Li mai scumpă. În plus, cobaltul este dăunător pentru mediu. Prin urmare, există mai multe eforturi de cercetare pentru a produce materialul catodic pentru bateriile de înaltă tensiune cu litiu-ion fără cobalt.Avantajele bateriilor cu litiu-ion față de bateriile cu plumb-acid◎Utilizarea bateriilor moderne litiu-ion aduce cu sine o serie de avantaje pe care bateriile simple cu plumb-acid nu le pot oferi.◎În primul rând, au o durată de viață mult mai lungă decât bateriile cu plumb-acid. O baterie litiu-ion este capabilă să stocheze energia solară pentru o perioadă de aproape 20 de ani.◎Numărul de cicluri de încărcare și adâncimea de descărcare este, de asemenea, de multe ori mai mare decât în ​​cazul bateriilor cu plumb.◎Datorită diferitelor materiale utilizate în producție, bateriile cu litiu-ion sunt, de asemenea, mult mai ușoare decât bateriile cu plumb și mai compacte. Prin urmare, ele ocupă mai puțin spațiu în timpul instalării.◎Bateriile cu litiu-ion au, de asemenea, proprietăți de stocare mai bune în ceea ce privește autodescărcarea.◎În plus, nu trebuie uitat aspectul de mediu: Deoarece bateriile cu plumb nu sunt deosebit de ecologice în producția lor din cauza plumbului utilizat.Date tehnice cheie ale bateriilor litiu-ionPe de altă parte, mai trebuie menționat că, datorită perioadei lungi de utilizare a bateriilor cu plumb, există studii mult mai semnificative pe termen lung decât pentru bateriile litiu-ion încă foarte noi, astfel încât utilizarea acestora și costurile asociate poate fi, de asemenea, calculat mai bine și mai fiabil. În plus, sistemul de siguranță al bateriilor moderne cu plumb este parțial chiar mai bun decât cel al bateriilor litiu-ion.În principiu, îngrijorarea cu privire la defectele periculoase ale celulelor cu li ion nu este, de asemenea, neîntemeiată: de exemplu, pe anod se pot forma dendrite, adică depozite ascuțite de litiu. Probabilitatea ca acestea să declanșeze scurtcircuite și, astfel, în cele din urmă să provoace și o evadare termică (o reacție exotermă cu generare de căldură puternică, auto-accelerată), este dată în special în celulele cu litiu care conțin componente de celule de calitate scăzută. În cel mai rău caz, propagarea acestei defecțiuni la celulele învecinate poate duce la o reacție în lanț și la un incendiu în baterie.Cu toate acestea, pe măsură ce tot mai mulți clienți folosesc baterii litiu-ion ca baterii solare, efectele de învățare ale producătorilor cu cantități mai mari de producție conduc, de asemenea, la îmbunătățiri tehnice suplimentare ale performanței de stocare și la o siguranță mai mare în funcționare a bateriilor litiu-ion și, de asemenea, la reduceri suplimentare de costuri. . Starea actuală de dezvoltare tehnică a bateriilor Li-ion poate fi rezumată în următoarele cifre tehnice cheie:

Capacitatea de stocare și costurile bateriilor solare cu litiu-ionCostul unei baterii solare cu litiu-ion este în general mai mare decât cel al unei baterii cu plumb-acid. De exemplu, baterii cu plumb cu o capacitate de5 kWhcostă în prezent o medie de 800 de dolari pe kilowatt oră de capacitate nominală.Sistemele comparabile cu litiu, pe de altă parte, costă 1.700 de dolari pe kilowatt oră. Cu toate acestea, diferența dintre cele mai ieftine și cele mai scumpe sisteme este semnificativ mai mare decât pentru sistemele plumb. De exemplu, bateriile cu litiu cu 5 kWh sunt, de asemenea, disponibile pentru doar 1.200 de dolari pe kWh.Cu toate acestea, în ciuda costurilor de achiziție în general mai mari, costul unui sistem de baterii solare cu litiu-ion per kilowatt oră stocat este mai favorabil calculat pe întreaga durată de viață, deoarece bateriile cu litiu-ion oferă energie mai mult decât bateriile cu plumb-acid, care au pentru a fi înlocuit după o anumită perioadă de timp.Prin urmare, atunci când cumpărați un sistem de stocare a bateriei rezidențiale, nu trebuie să vă speriați costurile de achiziție mai mari, ci trebuie întotdeauna să raportați eficiența economică a unei baterii litiu-ion cu întreaga durată de viață și numărul de kilowați-oră stocați.Următoarele formule pot fi utilizate pentru a calcula toate cifrele cheie ale unui sistem de stocare a bateriei litiu-ion pentru sisteme fotovoltaice:1) Capacitate nominală * cicluri de încărcare = Capacitate teoretică de stocare.2) Capacitate teoretică de stocare * Eficiență * Adâncimea de descărcare = Capacitate de stocare utilă3) Cost de achiziție / Capacitate de stocare utilizabilă = Cost pe kWh stocat

BSLBATT: Producator de baterii solare Litiu-ionÎn prezent există mulți producători și furnizori de baterii litiu-ion.Baterii solare litiu-ion BSLBATTutilizați celule LiFePo4 de grad A de la BYD, Nintec și CATL, combinați-le și furnizați-le un sistem de control al încărcării (sistem de gestionare a bateriei) adaptat stocării energiei fotovoltaice pentru a asigura funcționarea corectă și fără probleme a fiecărei celule de stocare individuale, așa cum precum și întregul sistem.