Како функционише литијум-јонска батерија? Које предности има у односу на оловно-киселинску батерију? Када се исплати складиштење литијум-јонске батерије?A литијум-јонска батерија(скраћено: литијум-јонска батерија или литијум-јонска батерија) је генерички термин за акумулаторе засноване на литијумским једињењима у све три фазе, у негативној електроди, у позитивној електроди као и у електролиту, електрохемијској ћелији. Литијум-јонске батерије имају високу специфичну енергију у поређењу са другим типовима батерија, али захтевају електронска заштитна кола у већини примена, пошто реагују негативно и на дубоко пражњење и на прекомерно пуњење.Литијум-јонске соларне батерије се пуне електричном енергијом из фотонапонског система и поново празне по потреби. Дуго су се оловне батерије сматрале идеалним решењем за соларну енергију за ову сврху. Међутим, базиране на литијум-јонским батеријама имају одлучујуће предности, иако је куповина и даље повезана са додатним трошковима, који се, међутим, надокнађују циљаном употребом.Техничка структура и понашање литијум-јонских батерија у складиштењу енергијеЛитијум-јонске батерије се по својој општој структури не разликују суштински од оловно-киселинских батерија. Само носилац пуњења је другачији: када се батерија напуни, литијум јони "мигрирају" са позитивне електроде на негативну електроду батерије и остају "складиштени" тамо док се батерија поново не испразни. Као електроде се обично користе висококвалитетни графитни проводници. Међутим, постоје и варијанте са гвозденим проводницима или кобалтним проводницима.У зависности од проводника који се користе, литијум-јонске батерије ће имати различите напоне. Сам електролит мора бити без воде у литијум-јонској батерији јер литијум и вода изазивају бурну реакцију. За разлику од својих оловно-киселинских претходника, модерне литијум-јонске батерије немају (скоро) никакве меморијске ефекте или самопражњења, а литијум-јонске батерије дуго задржавају пуну снагу.Литијум-јонске батерије за складиштење енергије обично се састоје од хемијских елемената мангана, никла и кобалта. Кобалт (хемијски израз: кобалт) је редак елемент и због тога поскупљује производњу Ли батерија. Поред тога, кобалт је штетан за животну средину. Због тога постоје вишеструки истраживачки напори да се произведе катодни материјал за литијум-јонске високонапонске батерије без кобалта.Предности литијум-јонских батерија у односу на оловне батерије◎Употреба савремених литијум-јонских батерија са собом доноси низ предности које једноставне оловно-киселинске батерије не могу да испоруче.◎Као прво, имају много дужи радни век од оловних батерија. Литијум-јонска батерија је способна да складишти соларну енергију у периоду од скоро 20 година.◎Број циклуса пуњења и дубина пражњења је такође вишеструко већи него код оловних батерија.◎Због различитих материјала који се користе у производњи, литијум-јонске батерије су такође много лакше од оловних батерија и компактније. Они, дакле, заузимају мање простора током инсталације.◎Литијум-јонске батерије такође имају боља својства складиштења у смислу самопражњења.◎Поред тога, не треба заборавити еколошки аспект: јер оловне батерије нису нарочито еколошки прихватљиве у својој производњи због олова који се користи.Техничке кључне бројке литијум-јонских батеријаС друге стране, такође се мора напоменути да, због дугог периода употребе оловних батерија, постоје много значајније дугорочне студије него за још увек сасвим нове литијум-јонске батерије, тако да њихова употреба и пратећи трошкови такође може боље и поузданије израчунати. Поред тога, безбедносни систем савремених оловних батерија је делимично чак и бољи од литијум-јонских батерија.У принципу, забринутост због опасних дефеката у литијум-јонским ћелијама такође није неоснована: на пример, на аноди се могу формирати дендрити, односно шиљати наслаге литијума. Вероватноћа да ови онда изазову кратке спојеве, а самим тим на крају и проузрокују термални бег (егзотермна реакција са јаким, самоубрзавајућим стварањем топлоте), посебно је дата у литијумским ћелијама које садрже ћелијске компоненте ниског квалитета. У најгорем случају, ширење овог квара на суседне ћелије може довести до ланчане реакције и пожара у батерији.Међутим, како све више купаца користи литијум-јонске батерије као соларне батерије, ефекти учења произвођача са већим количинама производње такође доводе до даљих техничких побољшања перформанси складиштења и веће оперативне сигурности литијум-јонских батерија, као и даљег смањења трошкова. . Тренутни технички развојни статус литијум-јонских батерија може се сажети у следеће техничке кључне бројке:
Апликације | Кућно складиште енергије, Телеком, УПС, Мицрогрид |
---|---|
Подручја примене | Максимална ПВ сопствена потрошња, померање вршног оптерећења, режим вршне долине, ван мреже |
Ефикасност | 90% до 95% |
Капацитет складиштења | 1 кВ до неколико МВ |
Густина енергије | 100 до 200 Вх/кг |
Време пражњења | 1 сат до неколико дана |
Стопа самопражњења | ~ 5% годишње |
Време циклуса | 3000 до 10000 (при 80% пражњења) |
Трошкови улагања | 1.000 до 1.500 по кВх |
Капацитет складиштења и трошкови литијум-јонских соларних батеријаЦена литијум-јонске соларне батерије је генерално већа од цене оловне батерије. На пример, оловне батерије капацитета од5 кВхтренутно кошта у просеку 800 долара по киловат сату номиналног капацитета.Упоредиви литијумски системи, с друге стране, коштају 1.700 долара по киловат сату. Међутим, разлика између најјефтинијих и најскупљих система је знатно већа него код оловних система. На пример, литијумске батерије од 5 кВх су такође доступне за само 1.200 долара по кВх.Упркос генерално вишим трошковима куповине, међутим, цена литијум-јонског соларног система батерија по ускладиштеном киловат сату је повољнија израчуната током целог радног века, пошто литијум-јонске батерије дају снагу дуже од оловно-киселинских батерија, које имају да се замени после одређеног временског периода.Због тога, при куповини система за складиштење стамбених батерија, не треба да се плашите већих трошкова куповине, већ да економску ефикасност литијум-јонске батерије увек треба повезати са целим животним веком и бројем ускладиштених киловат сати.Следеће формуле се могу користити за израчунавање свих кључних цифара система за складиштење литијум-јонских батерија за ПВ системе:1) Номинални капацитет * циклуси пуњења = Теоретски капацитет складиштења.2) Теоретски капацитет складиштења * Ефикасност * Дубина пражњења = Употребљиви капацитет складиштења3) Трошкови куповине / Употребљиви капацитет складиштења = Цена по ускладиштеном кВх
Оловне батерије | Литијум-јонска батерија | |
Називни капацитет | 5 кВх | 5 кВх |
Живот циклуса | 3300 | 5800 |
Теоретски капацитет складиштења | 16.500 кВх | 29.000 кВх |
Ефикасност | 82% | 95% |
Дубина пражњења | 65% | 90% |
Употребљиви капацитет складиштења | 8.795 кВх | 24.795 кВх |
Трошкови набавке | 4.000 долара | 8.500 долара |
Трошкови складиштења по кВх | $0,45 / кВх | $0,34/ кВх |
БСЛБАТТ: Произвођач литијум-јонских соларних батеријаТренутно постоји много произвођача и добављача литијум-јонских батерија.БСЛБАТТ литијум-јонске соларне батеријекористите ЛиФеПо4 ћелије А од БИД, Нинтец и ЦАТЛ, комбинујте их и обезбедите им систем контроле пуњења (систем управљања батеријама) прилагођен фотонапонском складиштењу енергије како би се обезбедио правилан и несметани рад сваке појединачне ћелије за складиштење као као и цео систем.
Време поста: 08.05.2024