Çfarë është teknologjia e baterive litium?

Bateritë e litiumit dallohen nga kimikatet e tjera të baterive për shkak të densitetit të tyre të lartë të energjisë dhe kostos së ulët për cikël.Megjithatë, "bateri litium" është një term i paqartë.Ekzistojnë rreth gjashtë kimi të zakonshme të baterive të litiumit, të gjitha me avantazhet dhe disavantazhet e tyre unike.Për aplikimet e energjisë së rinovueshme, kimia mbizotëruese është Fosfat Litium Hekuri (LiFePO4) .Ky kimi ka siguri të shkëlqyer, me stabilitet të madh termik, vlerësime të larta të rrymës, jetëgjatësi të ciklit dhe tolerancë ndaj abuzimit.

Fosfat Litium Hekuri (LiFePO4) është jashtëzakonisht e qëndrueshme kimia e litiumit kur krahasohet me pothuajse të gjitha kimitë e tjera të litiumit.Bateria është montuar me një material katodë natyralisht të sigurt (fosfat hekuri).Krahasuar me kimikatet e tjera të litiumit, fosfati i hekurit promovon një lidhje të fortë molekulare, e cila i reziston kushteve ekstreme të karikimit, zgjat jetën e ciklit dhe ruan integritetin kimik gjatë shumë cikleve.Kjo është ajo që u jep këtyre baterive stabilitetin e tyre të madh termik, jetëgjatësinë e ciklit dhe tolerancën ndaj abuzimit. Bateritë LiFePO4 nuk janë të prirur për të mbinxehur, as nuk janë të ekspozuara ndaj 'arratisjes termike' dhe për këtë arsye nuk mbinxehen ose ndizen kur i nënshtrohen keqpërdorimeve rigoroze ose kushteve të vështira mjedisore.

Ndryshe nga acidet e përmbytura të plumbit dhe kimikatet e tjera të baterive, bateritë e litiumit nuk nxjerrin gazra të rrezikshëm si hidrogjeni dhe oksigjeni.Gjithashtu nuk ekziston rreziku i ekspozimit ndaj elektroliteve kaustike si acidi sulfurik ose hidroksidi i kaliumit.Në shumicën e rasteve, këto bateri mund të ruhen në zona të mbyllura pa rrezik shpërthimi dhe një sistem i projektuar siç duhet nuk duhet të kërkojë ftohje ose ajrim aktiv.

Bateritë e litiumit janë një asamble e përbërë nga shumë qeliza, si bateritë me acid plumbi dhe shumë lloje të tjera baterish.Bateritë me acid plumbi kanë një tension nominal prej 2V/qelizë, ndërsa bateritë e litiumit kanë një tension nominal prej 3.2V.Prandaj, për të arritur një bateri 12 V, zakonisht do të keni katër qeliza të lidhura në një seri.Kjo do të bëjë tensionin nominal të a LiFePO4 12.8V .Tetë qeliza të lidhura në një seri bëjnë një Bateri 24V me një tension nominal 25.6V dhe gjashtëmbëdhjetë qeliza të lidhura në seri bëjnë a Bateri 48V me një tension nominal prej 51.2V.Këto tensione funksionojnë shumë mirë me tipin tuaj Invertorët 12V, 24V dhe 48V .

Bateritë e litiumit përdoren shpesh për të zëvendësuar drejtpërdrejt bateritë me acid plumbi, sepse ato kanë tensione shumë të ngjashme karikimi.Një me katër qeliza Bateria LiFePO4 (12.8V), zakonisht do të ketë një tension maksimal ngarkimi midis 14.4-14.6V (në varësi të rekomandimeve të prodhuesit).Ajo që është unike për një bateri litium është se ajo nuk ka nevojë për një ngarkesë thithëse ose për t'u mbajtur në një gjendje tensioni konstant për periudha të konsiderueshme kohore.Në mënyrë tipike, kur bateria arrin tensionin maksimal të karikimit, ajo nuk ka më nevojë të ngarkohet.Karakteristikat e shkarkimit të baterive LiFePO4 janë gjithashtu unike.Gjatë shkarkimit, bateritë e litiumit do të mbajnë një tension shumë më të lartë sesa bateritë me acid plumbi zakonisht nën ngarkesë.Nuk është e pazakontë që një bateri litiumi të bjerë vetëm disa të dhjetat e voltit nga një ngarkesë e plotë në 75% të shkarkuar.Kjo mund ta bëjë të vështirë të tregosh se sa kapacitet është përdorur pa pajisjet e monitorimit të baterisë.

Një avantazh i rëndësishëm i litiumit ndaj baterive me acid plumbi është se ato nuk vuajnë nga deficiti i çiklizmit.Në thelb, kjo është kur bateritë nuk mund të ngarkohen plotësisht përpara se të shkarkohen përsëri ditën tjetër.Ky është një problem shumë i madh me bateritë me acid plumbi dhe mund të nxisë degradim të konsiderueshëm të pllakës nëse ciklohen vazhdimisht në këtë mënyrë.Bateritë LiFePO4 nuk kanë nevojë të ngarkohen plotësisht rregullisht.Në fakt, është e mundur të përmirësohet pak jetëgjatësia e përgjithshme me një karikim të pjesshëm të lehtë në vend të një ngarkimi të plotë.

Efikasiteti është një faktor shumë i rëndësishëm gjatë projektimit të sistemeve elektrike diellore.Efikasiteti vajtje-ardhje (nga e plotë në të vdekur dhe përsëri në të plotë) e baterisë mesatare me acid plumbi është rreth 80%.Kimitë e tjera mund të jenë edhe më keq.Efikasiteti i energjisë vajtje-ardhje i një baterie litium fosfat hekuri është mbi 95-98%.Vetëm ky është një përmirësim i rëndësishëm për sistemet e uritur nga energjia diellore gjatë dimrit, kursimi i karburantit nga ngarkimi i gjeneratorit mund të jetë i jashtëzakonshëm.Faza e ngarkimit të thithjes së baterive me acid plumbi është veçanërisht joefikase, duke rezultuar në efikasitet prej 50% ose edhe më pak.Duke marrë parasysh që bateritë e litiumit nuk ngarkojnë thithjen, koha e karikimit nga shkarkimi plotësisht në plotësisht të plotë mund të jetë deri në dy orë.Është gjithashtu e rëndësishme të theksohet se një bateri litiumi mund t'i nënshtrohet një shkarkimi pothuajse të plotë siç është vlerësuar pa efekte të rëndësishme negative.Sidoqoftë, është e rëndësishme të siguroheni që qelizat individuale të mos shkarkohen shumë.Kjo është puna e të integruarve Sistemi i menaxhimit të baterisë (BMS) .

Siguria dhe besueshmëria e baterive të litiumit janë një shqetësim i madh, kështu që të gjitha asambletë duhet të kenë një Sistemi i menaxhimit të baterisë (BMS) .BMS është një sistem që monitoron, vlerëson, balancon dhe mbron qelizat nga operimi jashtë "Zonës së Sigurt të Operacionit".BMS është një komponent thelbësor i sigurisë së një sistemi baterie litium, monitoron dhe mbron qelizat brenda baterisë kundër rrymës së tepërt, nën/mbi tensionit, nën/mbi temperaturën dhe më shumë.Një qelizë LiFePO4 do të dëmtohet përgjithmonë nëse tensioni i qelizës bie ndonjëherë në më pak se 2.5 V, gjithashtu do të dëmtohet përgjithmonë nëse voltazhi i qelizës rritet në më shumë se 4.2 V.BMS monitoron çdo qelizë dhe do të parandalojë dëmtimin e qelizave në rast të nën / mbitensionit.

Një tjetër përgjegjësi thelbësore e BMS është të balancojë paketën gjatë karikimit, duke garantuar që të gjitha qelizat të kenë një karikim të plotë pa mbingarkuar.Qelizat e një baterie LiFePO4 nuk do të balancohen automatikisht në fund të ciklit të karikimit.Ka ndryshime të vogla në rezistencën përmes qelizave dhe kështu asnjë qelizë nuk është 100% identike.Prandaj, kur cikletohen, disa qeliza do të ngarkohen plotësisht ose do të shkarkohen më herët se të tjerat.Varianca midis qelizave do të rritet ndjeshëm me kalimin e kohës nëse qelizat nuk janë të balancuara.

Në bateritë e acidit plumb , rryma do të vazhdojë të rrjedhë edhe kur një ose më shumë qeliza janë të ngarkuara plotësisht.Ky është rezultat i elektroliza ndodh brenda baterisë, uji ndahet në hidrogjen dhe oksigjen.Kjo rrymë ndihmon për të ngarkuar plotësisht qelizat e tjera, duke balancuar kështu në mënyrë natyrale ngarkesën në të gjitha qelizat.Megjithatë, një qelizë litiumi plotësisht e ngarkuar do të ketë rezistencë shumë të lartë dhe do të rrjedhë shumë pak rrymë.Prandaj, qelizat e mbetura nuk do të ngarkohen plotësisht.Gjatë balancimit, BMS do të aplikojë një ngarkesë të vogël në qelizat plotësisht të ngarkuara, duke e parandaluar atë të mbingarkohet dhe duke lejuar qelizat e tjera të kapin hapin.

Bateritë e litiumit ofrojnë shumë përfitime mbi kimikatet e tjera të baterive.Ato janë një zgjidhje e sigurt dhe e besueshme e baterive, pa frikë nga ikja termike dhe/ose shkrirja katastrofike, e cila është një mundësi e rëndësishme nga llojet e tjera të baterive litium.Këto bateri ofrojnë jetëgjatësi jashtëzakonisht të gjatë, me disa prodhues që garantojnë bateritë deri në 10,000 cikle.Me shkallë të lartë shkarkimi dhe rimbushjeje mbi C/2 të vazhdueshme dhe një efikasitet vajtje-ardhje deri në 98%, nuk është çudi që këto bateri po fitojnë tërheqje brenda industrisë. Fosfat Litium Hekuri (LiFePO4) është një perfekt zgjidhje për ruajtjen e energjisë .