Teknolojia ya Betri ya Lithium ni nini?

Betri za lithiamu hutofautiana na kemia zingine za betri kwa sababu ya msongamano wao wa juu wa nishati na gharama ya chini kwa kila mzunguko.Walakini, "betri ya lithiamu" ni neno lisiloeleweka.Kuna takriban kemia sita za kawaida za betri za lithiamu, zote zikiwa na faida na hasara zao za kipekee.Kwa matumizi ya nishati mbadala, kemia kuu ni Lithium Iron Phosphate (LiFePO4) .Kemia hii ina usalama bora, na uthabiti mkubwa wa joto, ukadiriaji wa juu wa sasa, maisha marefu ya mzunguko, na uvumilivu wa matumizi mabaya.

Lithium Iron Phosphate (LiFePO4) ni kemia ya lithiamu thabiti ikilinganishwa na karibu kemia zingine zote za lithiamu.Betri imekusanywa na nyenzo salama ya cathode (chuma phosphate).Ikilinganishwa na kemia nyingine za lithiamu fosfati ya chuma inakuza dhamana kali ya Masi, ambayo inastahimili hali mbaya ya malipo, huongeza maisha ya mzunguko, na kudumisha uadilifu wa kemikali juu ya mizunguko mingi.Hili ndilo linalozipa betri hizi uthabiti wao mkubwa wa joto, maisha ya mzunguko mrefu, na uvumilivu wa matumizi mabaya. Betri za LiFePO4 hazielekei kuwa na joto kupita kiasi, wala hazielekezwi kwa 'kimbizi cha joto' na kwa hivyo hazipandi joto kupita kiasi au kuwaka zinapokabiliwa na utunzaji mbaya au hali mbaya ya mazingira.

Tofauti na asidi ya risasi iliyofurika na kemia nyingine za betri, betri za lithiamu hazitoi gesi hatari kama vile hidrojeni na oksijeni.Pia hakuna hatari ya kuathiriwa na elektroliti caustic kama vile asidi ya sulfuriki au hidroksidi ya potasiamu.Mara nyingi, betri hizi zinaweza kuhifadhiwa katika maeneo yaliyozuiliwa bila hatari ya mlipuko na mfumo ulioundwa ipasavyo haufai kuhitaji kupoeza au uingizaji hewa unaofanya kazi.

Betri za lithiamu ni mkusanyiko unaojumuisha seli nyingi, kama vile betri za asidi ya risasi na aina nyingine nyingi za betri.Betri za asidi ya risasi zina voltage ya kawaida ya 2V/seli, ambapo seli za betri za lithiamu zina voltage ya kawaida ya 3.2V.Kwa hivyo, ili kufikia betri ya 12V kwa kawaida utakuwa na seli nne zilizounganishwa katika mfululizo.Hii itafanya voltage ya kawaida ya a LiFePO4 12.8V .Seli nane zilizounganishwa katika mfululizo hufanya a Betri ya 24V na voltage ya majina ya 25.6V na seli kumi na sita zilizounganishwa katika mfululizo hufanya a Betri ya 48V na voltage ya kawaida ya 51.2V.Voltages hizi hufanya kazi vizuri na kawaida yako Vigeuzi vya 12V, 24V, na 48V .

Betri za lithiamu mara nyingi hutumiwa kuchukua nafasi ya betri za asidi ya risasi moja kwa moja kwa sababu zina viwango sawa vya kuchaji.Seli nne Betri ya LiFePO4 (12.8V), kwa kawaida itakuwa na voltage ya juu zaidi kati ya 14.4-14.6V (kulingana na mapendekezo ya watengenezaji).Kipekee cha betri ya lithiamu ni kwamba haihitaji chaji ya kufyonza au kushikiliwa katika hali ya voltage isiyobadilika kwa muda muhimu.Kwa kawaida, betri inapofikia kiwango cha juu cha voltage ya chaji haihitaji tena kuchajiwa.Tabia za kutokwa kwa betri za LiFePO4 pia ni za kipekee.Wakati wa kutokwa, betri za lithiamu zitadumisha volteji ya juu zaidi kuliko betri za asidi ya risasi kwa kawaida zingepakiwa.Sio kawaida kwa betri ya lithiamu kushuka tu sehemu ya kumi chache za volt kutoka kwa chaji kamili hadi 75% kutekelezwa.Hii inaweza kufanya Kuwa vigumu kueleza ni kiasi gani cha uwezo kimetumika bila vifaa vya ufuatiliaji wa betri.

Faida kubwa ya lithiamu juu ya betri za asidi ya risasi ni kwamba haziteseka kutokana na upungufu wa baiskeli.Kimsingi, huu ndio wakati betri haziwezi kuchajiwa kikamilifu kabla ya kuchajiwa tena siku inayofuata.Hili ni tatizo kubwa sana la betri za asidi ya risasi na linaweza kukuza uharibifu mkubwa wa sahani ikiwa itazungushwa mara kwa mara kwa njia hii.Betri za LiFePO4 hazihitaji kuchajiwa mara kwa mara.Kwa kweli, inawezekana kuboresha kidogo maisha ya jumla ya kuishi kwa kutozwa kiasi kidogo badala ya chaji kamili.

Ufanisi ni jambo muhimu sana wakati wa kubuni mifumo ya umeme ya jua.Ufanisi wa safari ya kwenda na kurudi (kutoka kamili hadi kufa na kurudi hadi kamili) ya betri ya wastani ya asidi ya risasi ni karibu 80%.Kemia zingine zinaweza kuwa mbaya zaidi.Ufanisi wa nishati ya safari ya kwenda na kurudi ya betri ya Lithium Iron Phosphate ni zaidi ya 95-98%.Hili pekee ni uboreshaji mkubwa kwa mifumo iliyokosa nishati ya jua wakati wa majira ya baridi, akiba ya mafuta kutokana na kuchaji jenereta inaweza kuwa kubwa sana.Hatua ya ufyonzaji wa betri za asidi ya risasi haifanyi kazi vizuri, hivyo kusababisha utendakazi wa 50% au hata chini.Kwa kuzingatia betri za lithiamu haziingizi chaji, muda wa malipo kutoka chaji hadi kujaa kabisa unaweza kuwa kama saa mbili.Ni muhimu pia kutambua kwamba betri ya lithiamu inaweza kutoweka kabisa kama ilivyokadiriwa bila athari mbaya.Hata hivyo, ni muhimu kuhakikisha kwamba seli za kibinafsi hazitoi zaidi.Hii ni kazi ya jumuishi Mfumo wa Kudhibiti Betri (BMS) .

Usalama na kuegemea kwa betri za lithiamu ni jambo la kusumbua sana, kwa hivyo makusanyiko yote yanapaswa kuwa na mchanganyiko Mfumo wa Kudhibiti Betri (BMS) .BMS ni mfumo unaofuatilia, kutathmini, kusawazisha na kulinda seli zisifanye kazi nje ya "Eneo Salama la Uendeshaji".BMS ni sehemu muhimu ya usalama ya mfumo wa betri ya lithiamu, inayofuatilia na kulinda seli zilizo ndani ya betri dhidi ya voltage ya juu ya sasa, chini/juu, joto la chini/juu na zaidi.Seli ya LiFePO4 itaharibiwa kabisa ikiwa voltage ya seli itashuka hadi chini ya 2.5V, pia itaharibiwa kabisa ikiwa voltage ya seli itaongezeka hadi zaidi ya 4.2V.BMS hufuatilia kila seli na itazuia uharibifu wa seli katika hali ya chini ya/voltage kupita kiasi.

Wajibu mwingine muhimu wa BMS ni kusawazisha pakiti wakati wa kuchaji, kuhakikisha seli zote zinapata chaji kamili bila kutozwa zaidi.Seli za betri ya LiFePO4 hazitasawazisha kiotomatiki mwishoni mwa mzunguko wa chaji.Kuna tofauti kidogo katika kizuizi kupitia seli na kwa hivyo hakuna seli inayofanana 100%.Kwa hivyo, zinapoendeshwa kwa baisikeli, baadhi ya seli zitachajiwa kikamilifu au kuachiliwa mapema kuliko zingine.Tofauti kati ya seli itaongezeka sana baada ya muda ikiwa seli hazitasawazishwa.

Katika betri za asidi ya risasi , mkondo utaendelea kutiririka hata wakati seli moja au zaidi zimechajiwa kikamilifu.Haya ni matokeo ya electrolysis inafanyika ndani ya betri, maji kugawanyika katika hidrojeni na oksijeni.Sasa hii husaidia kuchaji seli nyingine kikamilifu, hivyo basi kusawazisha malipo kwenye seli zote.Hata hivyo, seli ya lithiamu iliyojaa kikamilifu itakuwa na upinzani wa juu sana na sasa kidogo sana itapita.Kwa hivyo seli zilizosalia hazitachajiwa kikamilifu.Wakati wa kusawazisha, BMS itaweka mzigo mdogo kwenye seli zilizochajiwa kikamilifu, na kuzizuia zisichajie kupita kiasi na kuruhusu seli zingine kupatana.

Betri za lithiamu hutoa faida nyingi juu ya kemia zingine za betri.Ni suluhisho salama na la kutegemewa la betri, bila hofu ya kukimbia kwa joto na/au kuyeyuka kwa janga, ambayo ni uwezekano mkubwa kutoka kwa aina zingine za betri za lithiamu.Betri hizi hutoa maisha ya mzunguko mrefu sana, na watengenezaji wengine hata huidhinisha betri hadi mizunguko 10,000.Viwango vya juu vya kutokwa na chaji zaidi ya C/2 vikiendelea na ufanisi wa safari ya kwenda na kurudi wa hadi 98%, haishangazi kuwa betri hizi zinapata umaarufu katika sekta hii. Lithium Iron Phosphate (LiFePO4) ni mkamilifu suluhisho la kuhifadhi nishati .