Технологія, переваги та вартість літій-іонних батарей

Як працює літій-іонний акумулятор? Які переваги він має перед свинцево-кислотним акумулятором? Коли накопичувач літій-іонного акумулятора окупається?A літій-іонний акумулятор(скорочено: літій-іонна батарея або літій-іонна батарея) — це загальний термін для акумуляторів на основі сполук літію у всіх трьох фазах, у негативному електроді, у позитивному електроді, а також в електроліті, електрохімічному елементі. Літій-іонний акумулятор має високу питому енергію порівняно з іншими типами акумуляторів, але потребує електронних захисних схем у більшості застосувань, оскільки вони негативно реагують як на глибокий розряд, так і на перезаряд.Літій-іонні сонячні батареї заряджаються електроенергією від фотоелектричної системи та знову розряджаються за потреби. Довгий час свинцеві батареї вважалися ідеальним рішенням сонячної енергії для цієї мети. Проте, засновані на літій-іонних батареях мають вирішальні переваги, хоча покупка все одно пов'язана з додатковими витратами, які, однак, окупаються за рахунок цілеспрямованого використання.Технічна структура та поведінка накопичення енергії літій-іонних батарейЗа своєю загальною будовою літій-іонні акумулятори принципово не відрізняються від свинцево-кислотних. Відрізняється лише носій заряду: коли акумулятор заряджається, іони літію «мігрують» з позитивного електрода на негативний електрод акумулятора і залишаються «зберігаються» там, доки акумулятор знову не розрядиться. В якості електродів зазвичай використовують високоякісні графітові провідники. Однак є також варіанти із залізними або кобальтовими провідниками.Залежно від використовуваних провідників, літій-іонні батареї матимуть різну напругу. Сам електроліт у літій-іонній батареї не повинен містити води, оскільки літій і вода викликають бурхливу реакцію. На відміну від своїх свинцево-кислотних попередників, сучасні літій-іонні акумулятори (майже) не мають ефектів пам’яті та саморозряду, а літій-іонні акумулятори зберігають свою повну потужність протягом тривалого часу.Літій-іонні акумулятори зазвичай складаються з хімічних елементів марганцю, нікелю та кобальту. Кобальт (хімічний термін: кобальт) є рідкісним елементом, тому виробництво літієвих акумуляторів стає дорожчим. Крім того, кобальт шкідливий для навколишнього середовища. Тому існує багато дослідницьких зусиль для виробництва катодного матеріалу для літій-іонних високовольтних акумуляторів без кобальту.Переваги літій-іонних акумуляторів над свинцево-кислотними◎Використання сучасних літій-іонних акумуляторів дає ряд переваг, яких не можуть забезпечити прості свинцево-кислотні акумулятори.◎По-перше, вони мають набагато довший термін служби, ніж свинцево-кислотні акумулятори. Літій-іонний акумулятор здатний зберігати сонячну енергію протягом майже 20 років.◎Кількість циклів зарядки і глибина розряду також в рази більше, ніж у свинцевих акумуляторів.◎Завдяки різним матеріалам, які використовуються у виробництві, літій-іонні батареї також набагато легші за свинцеві та компактніші. Тому при установці вони займають менше місця.◎Літій-іонні акумулятори також мають кращі властивості зберігання з точки зору саморозряду.◎Крім того, не можна забувати про екологічний аспект: оскільки свинцеві батареї не є особливо екологічно чистими у своєму виробництві через використання свинцю.Ключові технічні показники літій-іонних батарейЗ іншого боку, слід також зазначити, що через тривалий період використання свинцевих батарей існують набагато більш значущі довгострокові дослідження, ніж для ще зовсім нових літій-іонних батарей, так що їх використання та пов’язані з цим витрати також можна розрахувати краще і надійніше. Крім того, система безпеки сучасних свинцевих акумуляторів частково навіть краща, ніж у літій-іонних акумуляторів.В принципі, занепокоєння щодо небезпечних дефектів літій-іонних елементів також не безпідставне: наприклад, на аноді можуть утворюватися дендрити, тобто загострені літієві відкладення. Ймовірність того, що вони потім викликають коротке замикання, і, таким чином, зрештою, також спричиняють термічний відтік (екзотермічна реакція з сильним, самоприскореним виділенням тепла), особливо в літієвих елементах, які містять компоненти елемента низької якості. У гіршому випадку поширення цієї несправності на сусідні комірки може призвести до ланцюгової реакції та пожежі в акумуляторі.Однак, оскільки все більше і більше споживачів використовують літій-іонні батареї як сонячні батареї, результати навчання виробників з більшими обсягами виробництва також призводять до подальших технічних удосконалень продуктивності зберігання та підвищення безпеки експлуатації літій-іонних батарей, а також до подальшого зниження витрат . Поточний стан технічного розвитку літій-іонних акумуляторів можна підсумувати в таких ключових технічних цифрах:

Ємність і вартість літій-іонних сонячних батарейВартість літій-іонної сонячної батареї зазвичай вища, ніж свинцево-кислотної батареї. Наприклад, свинцеві акумулятори ємністю в5 кВт/годзараз коштує в середньому 800 доларів за кіловат-годину номінальної потужності.З іншого боку, аналогічні літієві системи коштують 1700 доларів за кіловат-годину. Однак різниця між найдешевшими та найдорожчими системами значно вища, ніж у провідних систем. Наприклад, літієві батареї ємністю 5 кВт/год також доступні всього за 1200 доларів за кВт/год.Однак, незважаючи на загалом вищу вартість придбання, вартість системи літій-іонних сонячних батарей на збережену кіловат-годину є більш сприятливою, розрахованою протягом усього терміну служби, оскільки літій-іонні батареї забезпечують енергію довше, ніж свинцево-кислотні батареї, які мають підлягає заміні через певний період часу.Тому, купуючи побутову акумуляторну систему, не слід лякатися вищої вартості покупки, а завжди потрібно співвідносити економічну ефективність літій-іонної батареї з усім терміном служби та кількістю накопичених кіловат-годин.Наступні формули можна використовувати для розрахунку всіх ключових показників системи зберігання літій-іонних акумуляторів для фотоелектричних систем:1) Номінальна ємність * цикли заряду = теоретична ємність накопичувача.2) Теоретична ємність * Ефективність * Глибина розряду = Корисна ємність3) Вартість придбання / Корисна ємність зберігання = Вартість збереженого кВт-год

BSLBATT: виробник літій-іонних сонячних батарейВ даний час існує багато виробників і постачальників літій-іонних батарей.Літій-іонні сонячні батареї BSLBATTвикористовуйте елементи LiFePo4 класу A від BYD, Nintec і CATL, об’єднайте їх і забезпечте їх системою контролю заряду (системою керування батареєю), адаптованою до фотоелектричного накопичувача, щоб забезпечити належну та безперебійну роботу кожного окремого акумулятора, як як і всю систему.