Cumu funziona una batteria à ioni di litiu ? Chì vantaghji hà rispetto à una batteria à piombu-acidu ? Quandu u almacenamentu di una batteria à ioni di litiu paga ?A batteria à ioni di litiu(in cortu: batteria à ioni di litiu o batteria Li-ion) hè u termine genericu per l'accumulatori basati nantu à cumposti di litiu in tutte e trè fasi, in l'elettrodu negativu, in l'elettrodu pusitivu è ancu in l'elettrolitu, a cellula elettrochimica. E batterie à ioni di litiu anu una energia specifica elevata paragunata à altri tipi di batterie, ma richiedenu circuiti di prutezzione elettronica in a maiò parte di l'applicazioni, postu chì reagiscenu negativamente sia à a scarica profonda sia à a sovraccarica.E batterie solari à ioni di litiu sò caricate cù l'elettricità di u sistema fotovoltaicu è scaricate di novu secondu i bisogni. Per un bellu pezzu, e batterie à piombu sò state cunsiderate a suluzione ideale per l'energia solare per questu scopu. Tuttavia, e batterie basate nantu à ioni di litiu anu vantaghji decisivi, ancu s'è l'acquistu hè sempre assuciatu à costi supplementari, chì sò, però, recuperati per via di un usu miratu.Struttura Tecnica è Cumportamentu di Accumulazione di l'Energia di e Batterie à Ioni di LitiuE batterie à ioni di litiu ùn sò micca fundamentalmente sfarenti da e batterie à piombu-acidu in a so struttura generale. Solu u purtatore di carica hè differente: quandu a batteria hè caricata, l'ioni di litiu "migranu" da l'elettrodu pusitivu à l'elettrodu negativu di a batteria è restanu "immagazzinati" quì finu à chì a batteria sia scaricata di novu. I cunduttori di grafite di alta qualità sò generalmente aduprati cum'è elettrodi. Tuttavia, ci sò ancu varianti cù cunduttori di ferru o cunduttori di cobaltu.Sicondu i cunduttori utilizati, e batterie à ioni di litiu averanu tensioni diverse. L'elettrolitu stessu deve esse senza acqua in una batteria à ioni di litiu postu chì u litiu è l'acqua scatenanu una reazione viulente. À u cuntrariu di i so predecessori à piombu-acidu, e batterie muderne à ioni di litiu ùn anu (quasi) nisun effettu di memoria o autoscariche, è e batterie à ioni di litiu mantenenu a so piena putenza per un bellu pezzu.L'accumulatori di batterie à ioni di litiu sò generalmente custituiti da l'elementi chimichi manganese, nichel è cobalt. U cobalt (termine chimicu: cobalt) hè un elementu raru è dunque rende a pruduzzione di batterie à accumulazione Li più cara. Inoltre, u cobalt hè dannusu per l'ambiente. Dunque, ci sò parechji sforzi di ricerca per pruduce u materiale catodicu per e batterie à alta tensione à ioni di litiu senza cobalt.Vantaghji di e batterie à ioni di litiu rispetto à e batterie à piombu-acidu◎L'usu di e batterie muderne à ioni di litiu porta cun ellu una quantità di vantaghji chì e batterie simplici à piombu-acidu ùn ponu micca furnisce.◎Per una cosa, anu una durata di vita assai più longa chè e batterie à piombu-acidu. Una batteria à ioni di litiu hè capace di almacenà energia solare per un periodu di quasi 20 anni.◎U numeru di cicli di carica è a prufundità di scarica hè ancu parechje volte più grande chè cù e batterie à piombu.◎A causa di i sfarenti materiali utilizati in a pruduzzione, e batterie à ioni di litiu sò ancu assai più leggere di e batterie à piombu è più compatte. Dunque, occupanu menu spaziu durante l'installazione.◎E batterie à ioni di litiu anu ancu migliori proprietà di almacenamentu in termini di autoscarica.◎Inoltre, ùn si deve micca dimenticà l'aspettu ambientale: Perchè e batterie à piombu ùn sò micca particularmente rispettose di l'ambiente in a so pruduzzione per via di u piombu utilizatu.Cifre chjave tecniche di e batterie à ioni di litiuDa l’altra parte, ci vole ancu à mintuvà chì, per via di u longu periodu d’usu di e batterie à piombu, ci sò studii à longu andà assai più significativi chè per e batterie à ioni di litiu, sempre assai nove, affinchì u so usu è i costi assuciati possinu ancu esse calculati megliu è in modu più affidabile. Inoltre, u sistema di sicurezza di e batterie à piombu muderne hè in parte ancu megliu cà quellu di e batterie à ioni di litiu.In principiu, a preoccupazione per i difetti periculosi in e cellule di ioni di litiu ùn hè ancu infundata: per esempiu, i dendriti, vale à dì depositi di litiu appuntiti, si ponu furmà nantu à l'anodu. A probabilità chì questi scateninu corti circuiti, è cusì infine causanu ancu una fuga termica (una reazione esotermica cù una generazione di calore forte è autoaccelerata), hè particularmente data in e cellule di litiu chì cuntenenu cumpunenti di cella di bassa qualità. In u peghju casu, a propagazione di questu difettu à e cellule vicine pò purtà à una reazione à catena è à un focu in a batteria.Tuttavia, cum'è sempre più clienti utilizanu batterie à ioni di litiu cum'è batterie solari, l'effetti di apprendimentu di i pruduttori cù quantità di pruduzzione più grande portanu ancu à ulteriori miglioramenti tecnichi di e prestazioni di almacenamiento è à una maggiore sicurezza operativa di e batterie à ioni di litiu è ancu à ulteriori riduzioni di i costi. U statu attuale di sviluppu tecnicu di e batterie à ioni di litiu pò esse riassuntu in e seguenti cifre chjave tecniche:
Applicazioni | Accumulazione di energia domestica, Telecomunicazioni, UPS, Microrete |
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Campi d'applicazione | Autoconsumu fotovoltaicu massimu, Spostamentu di carica di punta, Modalità Peak Valley, Off-grid |
Efficienza | 90% à 95% |
Capacità di almacenamentu | 1 kW à parechji MW |
Densità energetica | 100 à 200 Wh/kg |
Tempu di scarica | 1 ora à parechji ghjorni |
Tassa di autoscarica | ~ 5% à l'annu |
Tempu di cicli | 3000 à 10000 (à 80% di scarica) |
Costu d'investimentu | 1.000 à 1.500 per kWh |
Capacità di almacenamiento è costi di e batterie solari à ioni di litiuU costu di una batteria solare à ioni di litiu hè generalmente più altu chè quellu di una batteria à piombu-acidu. Per esempiu, e batterie à piombu cù una capacità di5 kWhcosta attualmente una media di 800 dollari per kilowattora di capacità nominale.I sistemi di litiu paragunabili, invece, costanu 1.700 dollari per kilowattora. Tuttavia, a differenza trà i sistemi i più economici è i più cari hè significativamente più alta chè per i sistemi di piombu. Per esempiu, e batterie di litiu cù 5 kWh sò ancu dispunibili per solu 1.200 dollari per kWh.Malgradu i costi d'acquistu generalmente più elevati, u costu di un sistema di batterie solari à ioni di litiu per kilowattora immagazzinata hè più favurevule calculatu annantu à tutta a vita di serviziu, postu chì e batterie à ioni di litiu furniscenu energia per più tempu cà e batterie à piombu-acidu, chì devenu esse rimpiazzate dopu un certu periodu di tempu.Dunque, quandu si compra un sistema di almacenamiento di batterie residenziale, ùn si deve micca spaventà da costi d'acquistu più elevati, ma si deve sempre mette in relazione l'efficienza ecunomica di una batteria à ioni di litiu cù tutta a durata di serviziu è u numeru di kilowattora almacenati.E formule seguenti ponu esse aduprate per calculà tutte e cifre chjave di un sistema di almacenamiento di batterie à ioni di litiu per sistemi fotovoltaici:1) Capacità nominale * cicli di carica = Capacità teorica di almacenamiento.2) Capacità di almacenamiento teorica * Efficienza * Prufundità di scarica = Capacità di almacenamiento utilizabile3) Costu d'acquistu / Capacità di almacenamentu utilizabile = Costu per kWh almacenatu
Batterie à piombu-acidu | Batteria à ioni di litiu | |
Capacità nominale | 5 kWh | 5 kWh |
Ciclu di vita | 3300 | 5800 |
Capacità di almacenamentu teorica | 16.500 kWh | 29.000 kWh |
Efficienza | 82% | 95% |
Prufundità di scarica | 65% | 90% |
Capacità di almacenamentu utilizabile | 8,795 kWh | 24,795 kWh |
Costi d'acquisizione | 4.000 dollari | 8.500 dollari |
Costi di almacenamentu per kWh | 0,45 $ / kWh | 0,34 $/kWh |
BSLBATT: Fabbricante di batterie solari à ioni di litiuCi sò attualmente parechji pruduttori è furnitori di batterie à ioni di litiu.Batterie solari à ioni di litiu BSLBATTAduprà cellule LiFePo4 di qualità A di BYD, Nintec è CATL, cumminà li è furnisce li un sistema di cuntrollu di carica (sistema di gestione di a batteria) adattatu à l'accumulazione di energia fotovoltaica per assicurà u funziunamentu currettu è senza prublemi di ogni cellula di almacenamiento individuale è ancu di tuttu u sistema.
Data di publicazione: 8 di maghju di u 2024