Công nghệ, ưu điểm và giá thành của pin Lithium-ion

Pin lithium-ion hoạt động như thế nào? Nó có ưu điểm gì so với pin axit chì? Khi nào bộ lưu trữ pin lithium-ion sẽ phát huy tác dụng?A pin lithium-ion(viết tắt: pin lithiumion hay pin Li-ion) là thuật ngữ chung để chỉ các loại ắc quy dựa trên hợp chất lithium ở cả ba pha, ở điện cực âm, ở điện cực dương cũng như trong chất điện phân, tế bào điện hóa. Pin lithium-ion có năng lượng riêng cao so với các loại pin khác, nhưng cần có mạch bảo vệ điện tử trong hầu hết các ứng dụng, vì chúng phản ứng bất lợi với cả tình trạng xả sâu và sạc quá mức.Pin năng lượng mặt trời lithium ion được sạc điện từ hệ thống quang điện và xả lại theo yêu cầu. Từ lâu, pin chì được coi là giải pháp năng lượng mặt trời lý tưởng cho mục đích này. Tuy nhiên,dựa trên pin lithium-ion có những lợi thế quyết định, mặc dù việc mua vẫn đi kèm với chi phí bổ sung, tuy nhiên, chi phí này sẽ được bù đắp thông qua việc sử dụng có mục tiêu.Cấu trúc kỹ thuật và hành vi lưu trữ năng lượng của pin lithium-ionPin lithium-ion về cơ bản không khác biệt gì với pin axit chì về cấu trúc chung. Chỉ có chất mang điện là khác: Khi pin được sạc, các ion lithium “di chuyển” từ điện cực dương sang điện cực âm của pin và vẫn được “lưu trữ” ở đó cho đến khi pin được xả lại. Dây dẫn than chì chất lượng cao thường được sử dụng làm điện cực. Tuy nhiên, cũng có những biến thể với dây dẫn bằng sắt hoặc dây dẫn coban.Tùy thuộc vào chất dẫn điện được sử dụng, pin lithium-ion sẽ có điện áp khác nhau. Bản thân chất điện phân phải không có nước trong pin lithium-ion vì lithium và nước sẽ gây ra phản ứng dữ dội. Ngược lại với các loại pin axit chì trước đây, pin lithium-ion hiện đại (gần như) không có hiệu ứng bộ nhớ hoặc tự phóng điện và pin lithium-ion vẫn giữ được toàn bộ năng lượng trong thời gian dài.Pin lưu trữ năng lượng lithium-ion thường bao gồm các nguyên tố hóa học mangan, niken và coban. Cobalt (thuật ngữ hóa học: coban) là nguyên tố hiếm và do đó khiến việc sản xuất pin lưu trữ Li trở nên đắt đỏ hơn. Ngoài ra, coban có hại cho môi trường. Do đó, có nhiều nỗ lực nghiên cứu để sản xuất vật liệu cực âm cho pin điện áp cao lithium-ion không có coban.Ưu điểm của Pin Lithium-ion so với Pin Axit Chì◎Việc sử dụng pin lithium-ion hiện đại mang lại một số lợi thế mà pin axit chì đơn giản không thể mang lại.◎Có một điều, chúng có tuổi thọ sử dụng lâu hơn nhiều so với pin axit chì. Pin lithium-ion có khả năng lưu trữ năng lượng mặt trời trong thời gian gần 20 năm.◎Số chu kỳ sạc và độ sâu xả cũng lớn hơn nhiều lần so với ắc quy chì.◎Do sử dụng các vật liệu khác nhau trong sản xuất nên pin lithium-ion cũng nhẹ hơn nhiều so với pin chì và nhỏ gọn hơn. Do đó, chúng chiếm ít không gian hơn trong quá trình cài đặt.◎Pin lithium-ion cũng có đặc tính lưu trữ tốt hơn về khả năng tự xả.◎Ngoài ra, người ta không được quên khía cạnh môi trường: Bởi vì pin chì không đặc biệt thân thiện với môi trường trong quá trình sản xuất do sử dụng chì.Thông số kỹ thuật chính của pin Lithium-ionMặt khác, cũng phải nói thêm rằng, do thời gian sử dụng pin chì đã lâu nên có những nghiên cứu dài hạn có ý nghĩa hơn rất nhiều so với những loại pin lithium-ion còn rất mới, do đó việc sử dụng và chi phí liên quan cũng có thể được tính toán tốt hơn và đáng tin cậy hơn. Ngoài ra, hệ thống an toàn của pin chì hiện đại thậm chí còn tốt hơn một phần so với pin lithium-ion.Về nguyên tắc, mối lo ngại về những khiếm khuyết nguy hiểm trong tế bào li ion cũng không phải là không có cơ sở: Ví dụ, đuôi gai, tức là cặn lithium nhọn, có thể hình thành trên cực dương. Xác suất mà những điều này sau đó gây ra đoản mạch và do đó cuối cùng cũng gây ra hiện tượng thoát nhiệt (một phản ứng tỏa nhiệt với quá trình sinh nhiệt mạnh, tự tăng tốc), đặc biệt được đưa ra trong các tế bào lithium có chứa các thành phần tế bào chất lượng thấp. Trong trường hợp xấu nhất, việc truyền lỗi này sang các ô lân cận có thể dẫn đến phản ứng dây chuyền và cháy pin.Tuy nhiên, khi ngày càng có nhiều khách hàng sử dụng pin lithium-ion làm pin mặt trời, hiệu quả học tập của các nhà sản xuất với số lượng sản xuất lớn hơn cũng dẫn đến những cải tiến kỹ thuật hơn nữa về hiệu suất lưu trữ và độ an toàn vận hành cao hơn của pin lithium-ion, đồng thời giảm chi phí hơn nữa. . Tình trạng phát triển kỹ thuật hiện tại của pin Li-ion có thể được tóm tắt bằng các số liệu kỹ thuật chính sau:

Dung lượng lưu trữ và chi phí của pin năng lượng mặt trời Lithium-ionGiá thành của pin năng lượng mặt trời lithium-ion thường cao hơn pin axit chì. Ví dụ, pin chì có dung lượng5 kWhhiện có giá trung bình là 800 đô la cho mỗi kilowatt giờ công suất danh nghĩa.Mặt khác, các hệ thống lithium tương đương có giá 1.700 USD/kWh. Tuy nhiên, sự chênh lệch giữa hệ thống rẻ nhất và đắt nhất cao hơn đáng kể so với hệ thống chì. Ví dụ, pin lithium 5 kWh cũng được bán với giá chỉ 1.200 USD/kWh.Tuy nhiên, mặc dù chi phí mua thường cao hơn, chi phí của hệ thống pin năng lượng mặt trời lithium-ion trên mỗi kilowatt giờ lưu trữ được tính toán thuận lợi hơn trong toàn bộ thời gian sử dụng, vì pin lithium-ion cung cấp năng lượng lâu hơn so với pin axit chì, vốn có được thay thế sau một thời gian nhất định.Do đó, khi mua hệ thống lưu trữ pin dân dụng, người ta không được sợ chi phí mua cao hơn mà phải luôn liên hệ hiệu quả kinh tế của pin lithium-ion với toàn bộ thời gian sử dụng và số kilowatt giờ được lưu trữ.Các công thức sau đây có thể được sử dụng để tính toán tất cả các số liệu chính của hệ thống lưu trữ pin lithium-ion cho hệ thống PV:1) Dung lượng danh nghĩa * chu kỳ sạc = Dung lượng lưu trữ lý thuyết.2) Dung lượng lưu trữ lý thuyết * Hiệu suất * Độ sâu xả = Dung lượng lưu trữ có thể sử dụng3) Chi phí mua hàng / Dung lượng lưu trữ có thể sử dụng = Chi phí cho mỗi kWh lưu trữ

BSLBATT: Nhà sản xuất pin năng lượng mặt trời Lithium-ionHiện nay có rất nhiều nhà sản xuất và cung cấp pin lithium-ion.Pin năng lượng mặt trời lithium-ion BSLBATTsử dụng tế bào LiFePo4 loại A của BYD, Nintec và CATL, kết hợp chúng và cung cấp cho chúng hệ thống kiểm soát sạc (hệ thống quản lý pin) thích ứng với bộ lưu trữ năng lượng quang điện để đảm bảo hoạt động bình thường và không gặp sự cố của từng tế bào lưu trữ riêng lẻ như cũng như toàn bộ hệ thống.