Wat is litiumbatterytegnologie?

Litiumbatterye staan ​​apart van ander batterychemie as gevolg van hul hoë energiedigtheid en lae koste per siklus."litiumbattery" is egter 'n dubbelsinnige term.Daar is ongeveer ses algemene chemieë van litiumbatterye, almal met hul eie unieke voordele en nadele.Vir hernubare energietoepassings is die oorheersende chemie Litium-ysterfosfaat (LiFePO4) .Hierdie chemie het uitstekende veiligheid, met groot termiese stabiliteit, hoë stroomgraderings, lang sikluslewe en verdraagsaamheid teen misbruik.

Litium-ysterfosfaat (LiFePO4) is uiters stabiele litiumchemie in vergelyking met byna alle ander litiumchemieë.Die battery is saamgestel met 'n natuurlike veilige katodemateriaal (ysterfosfaat).In vergelyking met ander litiumchemie bevorder ysterfosfaat 'n sterk molekulêre binding, wat uiterste laaitoestande weerstaan, sikluslewe verleng en chemiese integriteit oor baie siklusse behou.Dit is wat hierdie batterye hul groot termiese stabiliteit, lang sikluslewe en verdraagsaamheid vir misbruik gee. LiFePO4-batterye is nie geneig tot oorverhitting nie, en is ook nie aan 'termiese weghol' blootgestel nie en word dus nie oorverhit of ontbrand wanneer hulle aan streng verkeerde hantering of strawwe omgewingstoestande onderwerp word nie.

Anders as oorstroomde loodsuur en ander batterychemieë, laat litiumbatterye nie gevaarlike gasse soos waterstof en suurstof uit nie.Daar is ook geen gevaar van blootstelling aan bytende elektroliete soos swaelsuur of kaliumhidroksied nie.In die meeste gevalle kan hierdie batterye in beperkte gebiede gestoor word sonder die risiko van ontploffing en 'n behoorlik ontwerpte stelsel behoort nie aktiewe verkoeling of ontluchting te vereis nie.

Litiumbatterye is 'n samestelling wat uit baie selle bestaan, soos loodsuurbatterye en baie ander batterytipes.Loodsuurbatterye het 'n nominale spanning van 2V/sel, terwyl litiumbatterye 'n nominale spanning van 3,2V het.Daarom, om 'n 12V-battery te bereik, sal jy gewoonlik vier selle in 'n reeks verbind hê.Dit sal die nominale spanning van a maak LiFePO4 12.8V .Agt selle wat in 'n reeks verbind is, maak 'n 24V battery met 'n nominale spanning van 25.6V en sestien selle wat in 'n reeks verbind is, maak a 48V battery met 'n nominale spanning van 51.2V.Hierdie spannings werk baie goed met jou tipiese 12V, 24V en 48V omsetters .

Litiumbatterye word dikwels gebruik om die loodsuurbatterye direk te vervang omdat hulle baie soortgelyke laaispannings het.'n Viersel LiFePO4-battery (12.8V), sal tipies 'n maksimum laadspanning tussen 14.4-14.6V hê (afhangende van vervaardigers se aanbevelings).Wat uniek is aan 'n litiumbattery, is dat dit nie 'n absorpsielading nodig het nie of om vir aansienlike tydperke in 'n konstante spanningstoestand gehou te word.Tipies, wanneer die battery die maksimum laaispanning bereik, hoef dit nie meer gelaai te word nie.Die ontladingseienskappe van LiFePO4-batterye is ook uniek.Tydens ontlading sal litiumbatterye 'n baie hoër spanning handhaaf as wat loodsuurbatterye gewoonlik onder las sou hou.Dit is nie ongewoon dat 'n litiumbattery net 'n paar tiendes van 'n volt van 'n volle lading tot 75% ontlaai laat val nie.Dit kan dit moeilik maak om te sê hoeveel kapasiteit gebruik is sonder batterymoniteringtoerusting.

’n Beduidende voordeel van litium bo loodsuurbatterye is dat hulle nie aan tekortfietsry ly nie.Dit is in wese wanneer die batterye nie ten volle gelaai kan word voordat dit die volgende dag weer ontlaai word nie.Dit is 'n baie groot probleem met loodsuurbatterye en kan aansienlike plaatdegradasie bevorder as dit herhaaldelik op hierdie manier gery word.LiFePO4-batterye hoef nie gereeld vol gelaai te word nie.Trouens, dit is moontlik om die algehele lewensverwagting effens te verbeter met 'n effense gedeeltelike lading in plaas van 'n volle lading.

Doeltreffendheid is 'n baie belangrike faktor by die ontwerp van sonkrag-elektriese stelsels.Die heen-en-weer doeltreffendheid (van vol na dood en terug na vol) van die gemiddelde loodsuurbattery is ongeveer 80%.Ander chemie kan selfs erger wees.Die retoer-energiedoeltreffendheid van 'n litium-ysterfosfaatbattery is opwaarts van 95-98%.Dit alleen is 'n beduidende verbetering vir stelsels wat gedurende die winter aan sonkrag uitgehonger is, die brandstofbesparings deur kragopwekkers te laai kan geweldig wees.Die absorpsieladingstadium van loodsuurbatterye is besonder ondoeltreffend, wat lei tot doeltreffendheid van 50% of selfs minder.Aangesien litiumbatterye nie absorbeerlaai nie, kan die laaityd van heeltemal ontlaai tot heeltemal vol so min as twee uur wees.Dit is ook belangrik om daarop te let dat 'n litiumbattery 'n byna volledige ontlading kan ondergaan soos gegradeer sonder noemenswaardige nadelige gevolge.Dit is egter belangrik om seker te maak dat die individuele selle nie oorontlaai nie.Dit is die werk van die geïntegreerde Batterybestuurstelsel (BMS) .

Die veiligheid en betroubaarheid van litiumbatterye is 'n groot bekommernis, dus moet alle samestellings 'n geïntegreerde hê Batterybestuurstelsel (BMS) .Die BMS is 'n stelsel wat selle monitor, evalueer, balanseer en beskerm om buite die "veilige bedryfsarea" te werk.Die BMS is 'n noodsaaklike veiligheidskomponent van 'n litiumbatterystelsel, wat die selle binne die battery monitor en beskerm teen oorstroom, onder/oorspanning, onder/oor temperatuur en meer.’n LiFePO4-sel sal permanent beskadig word as die spanning van die sel ooit tot minder as 2.5V daal, dit sal ook permanent beskadig word as die spanning van die sel na meer as 4.2V toeneem.Die BMS monitor elke sel en sal skade aan die selle voorkom in die geval van onder/oorspanning.

Nog 'n noodsaaklike verantwoordelikheid van die BMS is om die pak te balanseer tydens laai, om te verseker dat alle selle 'n volle laai kry sonder oorlaai.Die selle van 'n LiFePO4-battery sal nie outomaties aan die einde van die laaisiklus balanseer nie.Daar is geringe variasies in die impedansie deur die selle en dus is geen sel 100% identies nie.Daarom sal sommige selle ten volle gelaai of vroeër as ander ontlaai word wanneer hulle met 'n fiets gery word.Die variansie tussen selle sal aansienlik toeneem met verloop van tyd as die selle nie gebalanseer is nie.

In lood-suur batterye , sal stroom aanhou vloei selfs wanneer een of meer van die selle ten volle gelaai is.Dit is 'n gevolg van die elektrolise wat binne die battery plaasvind, die water wat in waterstof en suurstof verdeel.Hierdie stroom help om ander selle ten volle te laai en balanseer dus die lading op alle selle natuurlik.'n Volgelaaide litiumsel sal egter baie hoë weerstand hê en baie min stroom sal vloei.Die sloerende selle sal dus nie ten volle gelaai wees nie.Tydens balansering sal die BMS 'n klein las op die ten volle gelaaide selle plaas, wat verhoed dat dit oorlaai en die ander selle toelaat om in te haal.

Litiumbatterye bied baie voordele bo ander batterychemieë.Hulle is 'n veilige en betroubare battery oplossing, met geen vrees vir termiese weghol en / of katastrofiese ineenstorting, wat 'n beduidende moontlikheid van ander litium battery tipes.Hierdie batterye bied uiters lang sikluslewe, met sommige vervaardigers wat selfs batterye vir tot 10 000 siklusse waarborg.Met hoë ontladings- en herlaaitempo's opwaarts van C/2 aaneenlopend en 'n heen-en-weer-doeltreffendheid van tot 98%, is dit geen wonder dat hierdie batterye aanslag in die bedryf kry nie. Litium-ysterfosfaat (LiFePO4) is 'n perfekte oplossing vir energieberging .