Tecnologia, avantatges i costos de les bateries de liti-ió

Com funciona una bateria de liti-ió? Quins avantatges té respecte a una bateria de plom-àcid? Quan val la pena emmagatzemar una bateria de liti-ió?A bateria de liti-ió(abreviatura: bateria de liti-ió o bateria de Li-ió) és el terme genèric per als acumuladors basats en compostos de liti en les tres fases, a l'elèctrode negatiu, a l'elèctrode positiu, així com a l'electròlit, la cel·la electroquímica. Les bateries de liti-ió tenen una energia específica elevada en comparació amb altres tipus de bateries, però requereixen circuits de protecció electrònica en la majoria d'aplicacions, ja que reaccionen negativament tant a la descàrrega profunda com a la sobrecàrrega.Les bateries solars d'ions de liti es carreguen amb electricitat del sistema fotovoltaic i es descarreguen de nou segons calgui. Durant molt de temps, les bateries de plom es van considerar la solució d'energia solar ideal per a aquest propòsit. Tanmateix, les bateries basades en ions de liti tenen avantatges decisius, tot i que la compra encara comporta costos addicionals, que, tanmateix, es recuperen mitjançant un ús específic.Estructura tècnica i comportament d'emmagatzematge d'energia de les bateries d'ions de litiLes bateries de liti-ió no difereixen fonamentalment de les bateries de plom-àcid en la seva estructura general. Només el portador de càrrega és diferent: quan la bateria es carrega, els ions de liti "migren" de l'elèctrode positiu a l'elèctrode negatiu de la bateria i hi romanen "emmagatzemats" fins que la bateria es torna a descarregar. Normalment s'utilitzen conductors de grafit d'alta qualitat com a elèctrodes. Tanmateix, també hi ha variants amb conductors de ferro o conductors de cobalt.Segons els conductors utilitzats, les bateries de ions de liti tindran voltatges diferents. L'electròlit en si ha de ser lliure d'aigua en una bateria de ions de liti, ja que el liti i l'aigua desencadenen una reacció violenta. A diferència dels seus predecessors de plom-àcid, les bateries de ions de liti modernes (gairebé) no tenen efectes de memòria ni autodescàrregues, i les bateries de ions de liti conserven la seva plena potència durant molt de temps.Les bateries d'emmagatzematge d'energia d'ions de liti solen constar dels elements químics manganès, níquel i cobalt. El cobalt (terme químic: cobalt) és un element rar i, per tant, fa que la producció de bateries d'emmagatzematge de Li sigui més cara. A més, el cobalt és perjudicial per al medi ambient. Per tant, hi ha múltiples esforços de recerca per produir el material de càtode per a bateries d'alt voltatge d'ions de liti sense cobalt.Avantatges de les bateries de liti-ió respecte a les bateries de plom-àcid◎L'ús de les bateries de liti-ió modernes comporta una sèrie d'avantatges que les bateries de plom-àcid simples no poden oferir.◎D'una banda, tenen una vida útil molt més llarga que les bateries de plom-àcid. Una bateria d'ions de liti és capaç d'emmagatzemar energia solar durant un període de gairebé 20 anys.◎El nombre de cicles de càrrega i la profunditat de descàrrega també són moltes vegades més grans que amb les bateries de plom.◎A causa dels diferents materials utilitzats en la producció, les bateries de liti-ió també són molt més lleugeres que les bateries de plom i més compactes. Per tant, ocupen menys espai durant la instal·lació.◎Les bateries de liti-ió també tenen millors propietats d'emmagatzematge pel que fa a l'autodescàrrega.◎A més, no cal oblidar l'aspecte mediambiental: perquè les bateries de plom no són especialment respectuoses amb el medi ambient en la seva producció a causa del plom utilitzat.Xifres clau tècniques de les bateries de ions de litiD'altra banda, també cal esmentar que, a causa del llarg període d'ús de les bateries de plom, hi ha estudis a llarg termini molt més significatius que per a les encara molt noves bateries de ions de liti, de manera que el seu ús i els costos associats també es poden calcular millor i de manera més fiable. A més, el sistema de seguretat de les bateries de plom modernes és en part fins i tot millor que el de les bateries de ions de liti.En principi, la preocupació pels defectes perillosos en les cel·les d'ions de liti tampoc és infundada: per exemple, es poden formar dendrites, és a dir, dipòsits punxeguts de liti, a l'ànode. La probabilitat que aquestes desencadenin curtcircuits i, per tant, en última instància, també causin un embalament tèrmic (una reacció exotèrmica amb una forta generació de calor autoaccelerada), es dóna particularment en les cel·les de liti que contenen components de baixa qualitat. En el pitjor dels casos, la propagació d'aquest defecte a les cel·les veïnes pot provocar una reacció en cadena i un incendi a la bateria.Tanmateix, a mesura que cada cop més clients utilitzen bateries de ions de liti com a bateries solars, els efectes d'aprenentatge dels fabricants amb quantitats de producció més grans també condueixen a més millores tècniques del rendiment d'emmagatzematge i a una major seguretat operativa de les bateries de ions de liti, així com a més reduccions de costos. L'estat actual del desenvolupament tècnic de les bateries de ions de liti es pot resumir en les següents xifres tècniques clau:

Capacitat d'emmagatzematge i costos de les bateries solars de liti-ióEl cost d'una bateria solar de liti-ió és generalment més elevat que el d'una bateria de plom-àcid. Per exemple, les bateries de plom amb una capacitat de5 kWhactualment costa una mitjana de 800 dòlars per quilowatt hora de capacitat nominal.Els sistemes de liti comparables, en canvi, costen 1.700 dòlars per quilowatt hora. Tanmateix, la diferència entre els sistemes més barats i els més cars és significativament més alta que per als sistemes de plom. Per exemple, també hi ha bateries de liti de 5 kWh disponibles per tan sols 1.200 dòlars per kWh.Malgrat els costos de compra generalment més elevats, el cost d'un sistema de bateries solars de ions de liti per quilowatt hora emmagatzemat és més favorable calculat durant tota la vida útil, ja que les bateries de ions de liti proporcionen energia durant més temps que les bateries de plom-àcid, que s'han de substituir després d'un cert període de temps.Per tant, a l'hora de comprar un sistema d'emmagatzematge de bateries residencial, no cal espantar-se pels costos de compra més elevats, sinó que sempre s'ha de relacionar l'eficiència econòmica d'una bateria de ions de liti amb tota la vida útil i el nombre de quilowatts hora emmagatzemats.Les fórmules següents es poden utilitzar per calcular totes les xifres clau d'un sistema d'emmagatzematge de bateries de liti-ió per a sistemes fotovoltaics:1) Capacitat nominal * cicles de càrrega = Capacitat teòrica d'emmagatzematge.2) Capacitat d'emmagatzematge teòrica * Eficiència * Profunditat de descàrrega = Capacitat d'emmagatzematge útil3) Cost de compra / Capacitat d'emmagatzematge útil = Cost per kWh emmagatzemat

BSLBATT: Fabricant de bateries solars de liti-ióActualment hi ha molts fabricants i proveïdors de bateries de ions de liti.Bateries solars de liti-ió BSLBATTutilitzar cel·les LiFePo4 de grau A de BYD, Nintec i CATL, combinar-les i proporcionar-les un sistema de control de càrrega (sistema de gestió de bateries) adaptat a l'emmagatzematge d'energia fotovoltaica per garantir el funcionament correcte i sense problemes de cada cel·la d'emmagatzematge individual, així com de tot el sistema.