Zer da litiozko bateriaren teknologia?

Litiozko bateriak beste bateria kimikoetatik bereizten dira, energia-dentsitate handiagatik eta ziklo bakoitzeko kostu baxuagatik.Hala ere, "litiozko bateria" termino anbiguoa da.Sei bat litiozko baterien kimika arrunt daude, guztiak beren abantaila eta desabantaila bereziekin.Energia berriztagarrien aplikazioetarako, kimika nagusiena da Litio burdina fosfatoa (LiFePO4) .Kimika honek segurtasun bikaina du, egonkortasun termiko handia, korronte maila altua, ziklo-bizitza luzea eta abusuekiko tolerantzia duena.

Litio burdina fosfatoa (LiFePO4) litio-kimika oso egonkorra da litio-kimika ia guztiekin alderatuta.Bateria naturalki segurua den material katodo batekin muntatzen da (burdin fosfatoa).Beste litio-kimika batzuekin alderatuta, burdin fosfatoak lotura molekular sendoa sustatzen du, muturreko karga-baldintzak jasaten dituena, zikloaren bizitza luzatzen duena eta osotasun kimikoa mantentzen du ziklo askotan.Horrek ematen die bateria hauei egonkortasun termiko handia, ziklo-bizitza luzea eta abusuekiko tolerantzia. LiFePO4 bateriak ez dute gehiegi berotzeko joerarik, ezta «ihesaldi termikorako» ere, eta, beraz, ez dute gehiegi berotzen edo pizten, manipulazio oker zorrotza edo ingurumen-baldintza gogorrak jasaten dituztenean.

Berun-azido gainezka eta beste bateria batzuen kimikak ez bezala, litiozko bateriek ez dute gas arriskutsurik aireratzen, hala nola hidrogenoa eta oxigenoa.Ez dago azido sulfurikoa edo potasio hidroxidoa bezalako elektrolito kaustikoekiko esposizio arriskurik ere.Kasu gehienetan, bateria hauek toki mugatuetan gorde daitezke lehertzeko arriskurik gabe eta behar bezala diseinatutako sistema batek ez luke hozte edo aireztapen aktiborik behar.

Litiozko bateriak zelula askoz osatutako multzoa dira, berun-azidozko bateriak eta beste bateria mota asko bezala.Berun-azidozko bateriek 2V/zelulako tentsio nominala dute, litiozko bateriak 3,2V-ko tentsio nominala dute.Hori dela eta, 12 V-ko bateria lortzeko normalean lau zelula izango dituzu serie batean konektatuta.Honek a-ren tentsio nominala egingo du LiFePO4 12,8V .Serie batean konektatutako zortzi zelulak a osatzen dute 24 V-ko bateria 25,6V-ko tentsio nominalarekin eta serie batean konektatutako hamasei gelaxka egiten a 48V-ko bateria 51,2V-ko tentsio nominalarekin.Tentsio hauek oso ondo funtzionatzen dute zure ohikoarekin 12V, 24V eta 48V inbertsoreak .

Litiozko bateriak berun-azidozko bateriak zuzenean ordezkatzeko erabiltzen dira askotan, oso antzeko karga-tentsioak dituztelako.Lau gelaxka bat LiFePO4 bateria (12.8V), Normalean 14,4-14,6 V arteko karga-tentsio maximoa izango du (fabrikatzaileen gomendioen arabera).Litiozko bateria baten berezitasuna da ez duela behar xurgapen kargarik edo tentsio konstantean egon behar denbora tarte handietan.Normalean, bateria karga-tentsio maximora iristen denean, ez da gehiago kargatu behar.LiFePO4 baterien deskarga-ezaugarriak ere bereziak dira.Deskargan, litiozko bateriek kargapean berun-azidozko bateriek normalean baino tentsio handiagoa mantenduko dute.Ez da arraroa litiozko bateria batek karga osotik % 75 deskargatuta voltio baten hamarren batzuk bakarrik jaisten izatea.Horrek zaildu dezake zenbat edukiera erabili den jakitea bateria kontrolatzeko ekiporik gabe.

Litioaren abantaila esanguratsu bat berun-azidozko baterien aurrean ez dutela ziklo defizitrik jasaten da.Funtsean, bateriak ezin dira guztiz kargatu hurrengo egunean berriro deskargatu baino lehen.Hau oso arazo handia da berun-azido baterien eta plaken degradazio garrantzitsua susta dezake modu honetan behin eta berriz zikloa eginez gero.LiFePO4 bateriak ez dira guztiz kargatu behar aldizka.Izan ere, posible da bizi-itxaropen orokorra apur bat hobetzea karga partzial apur batekin karga osoa egin beharrean.

Eraginkortasuna oso faktore garrantzitsua da eguzki-sistema elektrikoak diseinatzerakoan.Berun-azidoaren batez besteko bateriaren joan-etorriko eraginkortasuna (betetik hilera eta berriro betera) % 80 ingurukoa da.Beste kimika batzuk are okerragoak izan daitezke.Litio Burdin Fosfatoaren bateria baten joan-etorri energetikoa %95-98tik gorakoa da.Hau bakarrik hobekuntza nabarmena da neguan eguzki-energiaz gosez dauden sistementzat, sorgailuak kargatzean erregaia aurrezten den ikaragarria izan daiteke.Berun-azidozko baterien xurgapen-karga-etapa bereziki ez da eraginkorra, eta % 50eko edo are gutxiagoko efizientzia eragiten du.Litiozko bateriek ez dutela karga xurgatzen kontuan hartuta, guztiz deskargatu eta guztiz bete arte kargatzeko denbora bi ordukoa izan daiteke.Garrantzitsua da kontuan izan litiozko bateria batek ia erabateko deskarga jasan dezakeela efektu kaltegarri garrantzitsurik gabe.Hala ere, garrantzitsua da banakako zelulak gehiegi deskargatzen ez direla ziurtatzea.Hau da integratuaren lana Bateria Kudeatzeko Sistema (BMS) .

Litiozko baterien segurtasuna eta fidagarritasuna kezka handia dira, beraz, muntaketa guztiek integratua izan behar dute Bateria Kudeatzeko Sistema (BMS) .BMS zelulak kontrolatu, ebaluatu, orekatu eta babesten dituen sistema bat da "Eremu Seguruko Eragiketa-Eremutik" kanpo funtzionatzea.BMS litiozko bateria-sistema baten ezinbesteko segurtasun osagaia da, bateriaren barruko zelulak kontrolatzen eta babesten ditu gehiegizko korronte, azpi/gain tentsio, azpi/tenperatura eta gehiagoren aurka.LiFePO4 zelula bat betirako kaltetuta egongo da zelularen tentsioa 2,5V baino gutxiagora jaisten bada, betirako kaltetuta egongo da zelularen tentsioa 4,2V baino gehiagora igotzen bada.BMS-k zelula bakoitza kontrolatzen du eta zelulak kalteak saihestuko ditu tentsio azpiko/gaineko kasuetan.

BMSaren funtsezko beste erantzukizun bat kargatzean paketea orekatzea da, zelula guztiek karga osoa dutela bermatuz gehiegi kargatu gabe.LiFePO4 bateria baten zelulak ez dira automatikoki orekatuko karga-zikloaren amaieran.Zelulen bidezko inpedantzian aldaketa txikiak daude eta, beraz, ez dago zelularik %100 berdina.Hori dela eta, zikloa egiten denean, zelula batzuk guztiz kargatuko dira edo beste batzuk baino lehenago deskargatuko dira.Zelulen arteko bariantza nabarmen handituko da denborarekin zelulak orekatuta ez badaude.

In berun-azido bateriak , zelula bat edo gehiago guztiz kargatuta dauden arren korronteak igarotzen jarraituko du.Honen ondorioa da elektrolisia bateriaren barruan gertatzen da, ura hidrogeno eta oxigenotan banatzen da.Korronte honek beste zelulak guztiz kargatzen laguntzen du, horrela zelula guztien karga modu naturalean orekatuz.Hala ere, guztiz kargatutako litio-zelula batek oso erresistentzia handia izango du eta oso korronte gutxi igaroko da.Beraz, atzeratutako zelulak ez dira guztiz kargatuko.Orekatzean BMSak karga txiki bat aplikatuko die guztiz kargatutako zelulei, gehiegi kargatzea saihestuz eta gainerako zelulak harrapatzeko aukera emanez.

Litiozko bateriek abantaila asko eskaintzen dituzte beste bateriaren kimikaren aldean.Baterien irtenbide seguru eta fidagarria dira, ihes termikoen eta/edo hondamendi hondamendiaren beldurrik gabe, hau da, litiozko beste bateria mota batzuen aukera nabarmena.Pila hauek oso ziklo-bizitza luzea eskaintzen dute, fabrikatzaile batzuek 10.000 ziklorainoko bateriak bermatzen dituzte.C/2-tik gorako deskarga- eta karga-tasa altuak eta %98rainoko joan-etorriaren eraginkortasuna dutenez, ez da harritzekoa bateria hauek industrian indarra hartzen ari direla. Litio burdina fosfatoa (LiFePO4) perfektua da energia biltegiratzeko irtenbidea .