Apakah Teknologi Bateri Litium?

Bateri litium berbeza daripada kimia bateri lain kerana ketumpatan tenaga yang tinggi dan kos yang rendah bagi setiap kitaran.Walau bagaimanapun, "bateri litium" adalah istilah yang tidak jelas.Terdapat kira-kira enam bahan kimia biasa bagi bateri litium, semuanya mempunyai kelebihan dan keburukan tersendiri.Untuk aplikasi tenaga boleh diperbaharui, kimia utama ialah Litium Besi Fosfat (LiFePO4) .Kimia ini mempunyai keselamatan yang sangat baik, dengan kestabilan haba yang hebat, penarafan arus yang tinggi, hayat kitaran yang panjang dan toleransi terhadap penyalahgunaan.

Litium Besi Fosfat (LiFePO4) adalah kimia litium yang sangat stabil jika dibandingkan dengan hampir semua kimia litium lain.Bateri dipasang dengan bahan katod yang selamat secara semula jadi (fosfat besi).Berbanding dengan kimia litium lain, fosfat besi menggalakkan ikatan molekul yang kuat, yang menahan keadaan pengecasan yang melampau, memanjangkan hayat kitaran, dan mengekalkan integriti kimia dalam banyak kitaran.Inilah yang memberikan bateri ini kestabilan haba yang hebat, hayat kitaran yang panjang dan toleransi terhadap penyalahgunaan. Bateri LiFePO4 tidak terdedah kepada terlalu panas, dan juga tidak dibuang ke 'terma lari' dan oleh itu tidak terlalu panas atau menyala apabila tertakluk kepada salah pengendalian yang ketat atau keadaan persekitaran yang teruk.

Tidak seperti asid plumbum yang dibanjiri dan kimia bateri lain, bateri litium tidak melepaskan gas berbahaya seperti hidrogen dan oksigen.Juga tiada bahaya pendedahan kepada elektrolit kaustik seperti asid sulfurik atau kalium hidroksida.Dalam kebanyakan kes, bateri ini boleh disimpan di kawasan terkurung tanpa risiko letupan dan sistem yang direka bentuk dengan betul tidak memerlukan penyejukan atau pengudaraan aktif.

Bateri litium ialah pemasangan yang terdiri daripada banyak sel, seperti bateri asid plumbum dan banyak jenis bateri lain.Bateri asid plumbum mempunyai voltan nominal 2V/sel, manakala sel bateri litium mempunyai voltan nominal 3.2V.Oleh itu, untuk mencapai bateri 12V anda biasanya akan mempunyai empat sel yang disambungkan dalam satu siri.Ini akan menjadikan voltan nominal a LiFePO4 12.8V .Lapan sel yang disambungkan dalam satu siri membuat a Bateri 24V dengan voltan nominal 25.6V dan enam belas sel yang disambungkan dalam satu siri membuat a Bateri 48V dengan voltan nominal 51.2V.Voltan ini berfungsi dengan baik dengan biasa anda Penyongsang 12V, 24V dan 48V .

Bateri litium sering digunakan untuk menggantikan secara langsung bateri asid plumbum kerana ia mempunyai voltan pengecasan yang hampir sama.Empat sel Bateri LiFePO4 (12.8V), biasanya akan mempunyai voltan cas maksimum antara 14.4-14.6V (bergantung pada pengesyoran pengeluar).Apa yang unik kepada bateri litium ialah ia tidak memerlukan caj penyerapan atau disimpan dalam keadaan voltan malar untuk tempoh masa yang ketara.Biasanya, apabila bateri mencapai voltan cas maksimum ia tidak lagi perlu dicas.Ciri nyahcas bateri LiFePO4 juga unik.Semasa nyahcas, bateri litium akan mengekalkan voltan yang jauh lebih tinggi daripada bateri asid plumbum yang biasanya di bawah beban.Bukan perkara biasa bagi bateri litium hanya menurunkan beberapa persepuluh volt daripada cas penuh kepada 75% dilepaskan.Ini boleh menyukarkan untuk mengetahui jumlah kapasiti yang telah digunakan tanpa peralatan pemantauan bateri.

Kelebihan ketara litium berbanding bateri asid plumbum ialah ia tidak mengalami defisit kitaran.Pada asasnya, ini adalah apabila bateri tidak dapat dicas sepenuhnya sebelum dinyahcas semula pada keesokan harinya.Ini adalah masalah yang sangat besar dengan bateri asid plumbum dan boleh menggalakkan kemerosotan plat yang ketara jika berulang kali dikitar dengan cara ini.Bateri LiFePO4 tidak perlu dicas penuh dengan kerap.Malah, adalah mungkin untuk meningkatkan sedikit jangka hayat keseluruhan dengan cas separa sedikit dan bukannya cas penuh.

Kecekapan adalah faktor yang sangat penting apabila mereka bentuk sistem elektrik solar.Kecekapan perjalanan pergi balik (daripada penuh kepada mati dan kembali kepada penuh) purata bateri asid plumbum adalah kira-kira 80%.Kimia lain boleh menjadi lebih teruk.Kecekapan tenaga pergi balik bateri Lithium Iron Phosphate adalah lebih tinggi daripada 95-98%.Ini sahaja merupakan peningkatan yang ketara untuk sistem yang kebuluran tenaga suria semasa musim sejuk, penjimatan bahan api daripada pengecasan penjana boleh menjadi luar biasa.Peringkat caj penyerapan bateri asid plumbum adalah sangat tidak cekap, menyebabkan kecekapan 50% atau lebih rendah.Memandangkan bateri litium tidak menyerap pengecasan, masa pengecasan daripada dinyahcas sepenuhnya kepada penuh sepenuhnya boleh seawal dua jam.Ia juga penting untuk ambil perhatian bahawa bateri litium boleh menjalani nyahcas yang hampir lengkap seperti yang dinilai tanpa kesan buruk yang ketara.Walau bagaimanapun, adalah penting untuk memastikan sel individu tidak berlebihan.Ini adalah tugas bersepadu Sistem Pengurusan Bateri (BMS) .

Keselamatan dan kebolehpercayaan bateri litium adalah kebimbangan besar, oleh itu semua pemasangan harus mempunyai bersepadu Sistem Pengurusan Bateri (BMS) .BMS ialah sistem yang memantau, menilai, mengimbangi dan melindungi sel daripada beroperasi di luar "Kawasan Operasi Selamat".BMS ialah komponen keselamatan penting bagi sistem bateri litium, memantau dan melindungi sel dalam bateri daripada arus lebih, voltan bawah/lebih, suhu bawah/lebih dan banyak lagi.Sel LiFePO4 akan rosak secara kekal jika voltan sel pernah jatuh kepada kurang daripada 2.5V, ia juga akan rosak secara kekal jika voltan sel meningkat kepada lebih daripada 4.2V.BMS memantau setiap sel dan akan menghalang kerosakan pada sel dalam kes under/overvoltage.

Satu lagi tanggungjawab penting BMS ialah mengimbangi pek semasa pengecasan, menjamin semua sel mendapat cas penuh tanpa mengecas berlebihan.Sel-sel bateri LiFePO4 tidak akan mengimbangi secara automatik pada penghujung kitaran pengecasan.Terdapat sedikit variasi dalam impedans melalui sel dan oleh itu tiada sel yang 100% sama.Oleh itu, apabila dikitar, sesetengah sel akan dicas sepenuhnya atau dinyahcas lebih awal daripada yang lain.Varians antara sel akan meningkat dengan ketara dari semasa ke semasa jika sel tidak seimbang.

Dalam bateri asid plumbum , arus akan terus mengalir walaupun apabila satu atau lebih sel dicas sepenuhnya.Ini adalah hasil daripada elektrolisis berlaku dalam bateri, air membelah menjadi hidrogen dan oksigen.Arus ini membantu mengecas sepenuhnya sel lain, dengan itu mengimbangi cas pada semua sel secara semula jadi.Walau bagaimanapun, sel litium yang dicas penuh akan mempunyai rintangan yang sangat tinggi dan arus yang sangat sedikit akan mengalir.Oleh itu, sel yang ketinggalan tidak akan dicas sepenuhnya.Semasa mengimbangi, BMS akan mengenakan beban kecil pada sel yang dicas penuh, menghalangnya daripada mengecas berlebihan dan membenarkan sel lain mengejar.

Bateri litium menawarkan banyak faedah berbanding kimia bateri lain.Ia adalah penyelesaian bateri yang selamat dan boleh dipercayai, tanpa rasa takut akan pelarian haba dan/atau kehancuran bencana, yang merupakan kemungkinan besar daripada jenis bateri litium yang lain.Bateri ini menawarkan hayat kitaran yang sangat panjang, dengan sesetengah pengeluar memberikan jaminan bateri sehingga 10,000 kitaran.Dengan kadar nyahcas dan cas semula yang tinggi melebihi C/2 berterusan dan kecekapan pergi balik sehingga 98%, tidak hairanlah bateri ini mendapat daya tarikan dalam industri. Litium Besi Fosfat (LiFePO4) adalah sempurna penyelesaian penyimpanan tenaga .