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锂离子电池的技术、优势和成本

锂离子电池如何工作?与铅酸电池相比有什么优势?锂离子电池存储何时能带来回报?A 锂离子电池(简称:锂离子电池或锂离子电池)是基于所有三相锂化合物、负极、正极以及电解质中的锂化合物的蓄电池的总称,即电化学电池。与其他类型的电池相比,锂离子电池具有较高的比能量,但在大多数应用中需要电子保护电路,因为它们对深度放电和过度充电都会产生不利的反应。锂离子太阳能电池由光伏系统发出的电力进行充电,并根据需要再次放电。长期以来,铅电池被认为是实现这一目的的理想太阳能解决方案。然而,基于锂离子的电池具有决定性的优势,尽管购买仍然会产生额外的成本,但可以通过有针对性的使用来收回。锂离子电池的技术结构和储能行为锂离子电池的总体结构与铅酸电池没有根本区别。只是电荷载体不同:当电池充电时,锂离子从电池的正极“迁移”到负极,并保持“存储”在那里,直到电池再次放电。通常采用优质石墨导体作为电极。然而,也有铁导体或钴导体的变体。根据所使用的导体,锂离子电池将具有不同的电压。锂离子电池中的电解质本身必须不含水,因为锂和水会引发剧烈反应。与铅酸电池的前辈相比,现代锂离子电池(几乎)没有记忆效应或自放电,并且锂离子电池可以长时间保持全部电量。锂离子动力蓄电池通常由化学元素锰、镍和钴组成。钴(化学术语:钴)是一种稀有元素,因此使得锂蓄电池的生产成本更高。此外,钴对环境有害。因此,人们致力于生产不含钴的锂离子高压电池正极材料。锂离子电池相对于铅酸电池的优势现代锂离子电池的使用带来了许多简单铅酸电池无法提供的优势。一方面,它们的使用寿命比铅酸电池长得多。锂离子电池能够储存太阳能近20年的时间。充电循环次数和放电深度也比铅电池高很多倍。由于生产时使用的材料不同,锂离子电池也比铅电池轻得多,也更紧凑。因此,它们在安装过程中占用的空间更少。锂离子电池在自放电方面也具有更好的存储性能。此外,我们不能忘记环境方面:因为铅电池由于使用了铅,在生产过程中并不是特别环保。锂离子电池技术关键数据另一方面,还必须提到的是,由于铅电池的使用周期较长,因此比仍然非常新的锂离子电池进行更有意义的长期研究,因此其使用和相关成本也可以更好、更可靠地进行计算。此外,现代铅电池的安全系统在某种程度上甚至比锂离子电池更好。原则上,对锂离子电池危险缺陷的担忧也并非没有根据:例如,阳极上可能会形成枝晶,即尖状锂沉积物。这些随后触发短路并最终导致热失控(一种具有强烈的自加速热量产生的放热反应)的可能性在包含低质量电池组件的锂电池中尤其明显。在最坏的情况下,该故障传播到相邻电池可能会导致连锁反应并导致电池起火。但随着越来越多的客户使用锂离子电池作为太阳能电池,生产量较大的厂家的学习效应也导致锂离子电池的存储性能和运行安全性进一步技术提升,成本进一步降低。 。目前锂离子电池的技术发展现状可以概括为以下几个技术关键数字:

锂离子电池技术规格
应用领域 家庭储能、电信、UPS、微电网
应用领域 最大光伏自耗、削峰填谷、峰谷模式、离网
效率 90% 至 95%
存储容量 1kW至数MW
能量密度 100至200瓦时/公斤
放电时间 1小时至数天
自放电率 每年约 5%
周期时间 3000 至 10000(80% 放电时)
投资成本 1,000 至 1,500 每千瓦时

锂离子太阳能电池的存储容量和成本锂离子太阳能电池的成本一般高于铅酸电池。例如,铅蓄电池的容量为5千瓦时目前标称容量每千瓦时的平均成本为 800 美元。另一方面,类似的锂系统每千瓦时成本为 1,700 美元。然而,最便宜和最昂贵的系统之间的差距明显高于领先系统。例如,5 kWh 的锂电池价格也低至 1,200 美元/kWh。尽管购买成本普遍较高,但锂离子太阳能电池系统每存储千瓦时的成本在整个使用寿命内计算更为有利,因为锂离子电池的供电时间比铅酸电池更长,铅酸电池一定时间后要更换。因此,在购买户用电池存储系统时,千万不要被较高的购买成本吓倒,而必须始终将锂离子电池的经济效率与整个使用寿命和存储的千瓦时数联系起来。以下公式可用于计算光伏系统锂离子电池存储系统的所有关键数据:1) 标称容量*充电次数=理论存储容量。2)理论蓄水量*效率*放电深度=可用蓄水量3)购买成本/可用存储容量=每存储kWh的成本

基于每千瓦时存储成本比较铅离子电池和锂离子电池的示例计算
铅酸电池 锂离子电池
标称容量 5千瓦时 5千瓦时
循环寿命 3300 5800
理论存储容量 16.500 千瓦时 29.000 千瓦时
效率 82% 95%
放电深度 65% 90%
可用存储容量 8.795千瓦时 24.795千瓦时
购置成本 4.000 美元 8,500 美元
每千瓦时的存储成本 0.45 美元/千瓦时 0.34 美元/千瓦时

BSLBATT:锂离子太阳能电池制造商目前有许多锂离子电池制造商和供应商。BSLBATT锂离子太阳能电池采用比亚迪、宁德科技、宁德时代A级磷酸铁锂电芯进行组合,并为其提供适应光伏发电的充电控制系统(电池管理系统),保证每个单体电芯的正常、无故障运行以及整个系统。


发布时间:2024年5月8日