Hoe wurket in lithium-ion-batterij? Hokker foardielen hat it boppe in lead-soerbatterij? Wannear betellet in lithium-ion-batterijopslach him út?A lithium-ion batterij(koart: lithium-ion-batterij of Li-ion-batterij) is de generike term foar akkumulatoren basearre op lithiumferbiningen yn alle trije fazen, yn 'e negative elektrode, yn 'e positive elektrode en ek yn 'e elektrolyt, de elektrogemyske sel. Lithium-ion-batterijen hawwe in hege spesifike enerzjy yn ferliking mei oare soarten batterijen, mar fereaskje yn 'e measte tapassingen elektroanyske beskermingskringen, om't se negatyf reagearje op sawol djippe ûntlading as oerlading.Litium-ion sinnebatterijen wurde opladen mei elektrisiteit fan it fotovoltaïsk systeem en as it nedich is wer ûntladen. Lange tiid waarden leadbatterijen beskôge as de ideale sinne-enerzjy-oplossing foar dit doel. Batterijen basearre op lithium-ion hawwe lykwols beslissende foardielen, hoewol de oankeap noch altyd mei ekstra kosten ferbûn is, dy't lykwols weromhelle wurde troch rjochte gebrûk.Technyske struktuer en enerzjyopslachgedrach fan lithium-ionbatterijenLithium-ion-batterijen ferskille net fundamenteel fan lead-soer-batterijen yn har algemiene struktuer. Allinnich de ladingdrager is oars: As de batterij opladen wurdt, "migrearje" lithium-ionen fan 'e positive elektrode nei de negative elektrode fan' e batterij en bliuwe dêr "opslein" oant de batterij wer ûntladen is. Heechweardige grafytgeleiders wurde meast brûkt as elektroden. D'r binne lykwols ek farianten mei izergeleiders of kobaltgeleiders.Ofhinklik fan 'e brûkte geleiders sille de lithium-ion-batterijen ferskillende spanningen hawwe. De elektrolyt sels moat wetterfrij wêze yn in lithium-ion-batterij, om't lithium en wetter in heftige reaksje feroarsaakje. Yn tsjinstelling ta har lead-soer foargongers hawwe moderne lithium-ion-batterijen (hast) gjin ûnthâldeffekten of selsûntladingen, en behâlde lithium-ion-batterijen har folsleine krêft foar in lange tiid.Lithium-ion-opslachbatterijen besteane meastentiids út de gemyske eleminten mangaan, nikkel en kobalt. Kobalt (gemyske term: kobalt) is in seldsum elemint en makket dêrom de produksje fan Li-opslachbatterijen djoerder. Derneist is kobalt skealik foar it miljeu. Dêrom binne der meardere ûndersyksynspanningen om it katodemateriaal foar lithium-ion-heechspanningsbatterijen sûnder kobalt te produsearjen.Foardielen fan lithium-ionbatterijen boppe lead-soerbatterijen◎It gebrûk fan moderne lithium-ion-batterijen bringt in oantal foardielen mei dy't ienfâldige lead-soer-batterijen net kinne biede.◎Foar ien ding hawwe se in folle langere libbensdoer as lead-soer batterijen. In lithium-ion batterij is by steat om sinne-enerzjy foar in perioade fan hast 20 jier op te slaan.◎It oantal oplaadsyklusen en de djipte fan ûntlading is ek in protte kearen grutter as by leadbatterijen.◎Troch de ferskillende materialen dy't brûkt wurde yn 'e produksje, binne lithium-ion-batterijen ek folle lichter as leadbatterijen en kompakter. Se nimme dêrom minder romte yn by ynstallaasje.◎Lithium-ion-batterijen hawwe ek bettere opslacheigenskippen op it mêd fan selsûntlading.◎Derneist moat men it miljeuaspekt net ferjitte: Omdat leadbatterijen net bysûnder miljeufreonlik binne yn har produksje fanwegen it brûkte lead.Technyske kaaiwurden fan litium-ionbatterijenOan 'e oare kant moat ek neamd wurde dat, fanwegen de lange gebrûksperioade fan leadbatterijen, der folle mear betsjuttingsfolle lange-termynstúdzjes binne as foar de noch hiel nije lithium-ion-batterijen, sadat har gebrûk en de byhearrende kosten ek better en betrouberder berekkene wurde kinne. Derneist is it feiligenssysteem fan moderne leadbatterijen foar in part sels better as dat fan lithium-ion-batterijen.Yn prinsipe is de soarch oer gefaarlike defekten yn li-ion-sellen ek net ûnbegrûn: bygelyks kinne dendriten, dus puntige litiumôfsettings, op 'e anode foarmje. De kâns dat dizze dan koartslutingen feroarsaakje, en sa úteinlik ek in termyske runaway feroarsaakje (in eksotermyske reaksje mei sterke, selsfersnellende waarmtegeneraasje), is benammen jûn yn litiumsellen dy't selkomponinten fan lege kwaliteit befetsje. Yn it minste gefal kin fersprieding fan dizze fout nei buorsellen liede ta in kettingreaksje en in brân yn 'e batterij.Om't hieltyd mear klanten lykwols lithium-ion-batterijen brûke as sinnebatterijen, liede de leareffekten fan 'e fabrikanten mei gruttere produksjehoemannichten ek ta fierdere technyske ferbetteringen fan 'e opslachprestaasjes en hegere operasjonele feiligens fan lithium-ion-batterijen en ek fierdere kostenreduksjes. De hjoeddeistige technyske ûntwikkelingsstatus fan Li-ion-batterijen kin gearfette wurde yn 'e folgjende technyske kaaiwurden:
| Applikaasjes | Enerzjyopslach foar thús, telekom, UPS, mikrogrid |
|---|---|
| Tapassingsgebieten | Maksimaal PV selsferbrûk, Peak Load Shifting, Peak Valley Mode, Off-grid |
| Effisjinsje | 90% oant 95% |
| Opslachkapasiteit | 1 kW oant ferskate MW |
| Enerzjydichtheid | 100 oant 200 Wh/kg |
| Untladingstiid | 1 oere oant ferskate dagen |
| Selsûntladingssnelheid | ~ 5% yn 't jier |
| Tiid fan syklusen | 3000 oant 10000 (by 80% ûntlading) |
| Ynvestearringskosten | 1.000 oant 1.500 per kWh |
Opslachkapasiteit en kosten fan litium-ion sinnebatterijenDe kosten fan in lithium-ion sinnebatterij binne oer it algemien heger as dy fan in lead-soerbatterij. Bygelyks, leadbatterijen mei in kapasiteit fan5 kWhkostje op it stuit gemiddeld 800 dollar per kilowattoere nominale kapasiteit.Fergelykbere lithiumsystemen kostje oan 'e oare kant 1.700 dollar per kilowattoere. It ferskil tusken de goedkeapste en djoerste systemen is lykwols signifikant heger as foar leadsystemen. Bygelyks, lithiumbatterijen mei 5 kWh binne ek te krijen foar mar 1.200 dollar per kWh.Nettsjinsteande de oer it algemien hegere oankeapkosten binne de kosten fan in lithium-ion sinnebatterijsysteem per opsleine kilowattoere geunstiger berekkene oer de hiele libbensdoer, om't lithium-ion-batterijen langer stroom leverje as lead-soer-batterijen, dy't nei in bepaalde perioade ferfongen wurde moatte.Dêrom, by it keapjen fan in batterijopslachsysteem foar wenningen, moat men net bang wêze foar hegere oankeapkosten, mar moat men altyd de ekonomyske effisjinsje fan in lithium-ion-batterij relatearje oan de heule libbensdoer en it oantal opsleine kilowattoeren.De folgjende formules kinne brûkt wurde om alle wichtige sifers fan in lithium-ion-batterijopslachsysteem foar PV-systemen te berekkenjen:1) Nominale kapasiteit * laadsyklusen = Teoretyske opslachkapasiteit.2) Teoretyske opslachkapasiteit * Effisjinsje * Djipte fan ûntlading = Bruikbere opslachkapasiteit3) Oankeapkosten / Brûkbere opslachkapasiteit = Kosten per opsleine kWh
| Lead-soer Batterijen | Litium-ionbatterij | |
| Nominale kapasiteit | 5 kWh | 5 kWh |
| Sykluslibben | 3300 | 5800 |
| Teoretyske opslachkapasiteit | 16.500 kWh | 29.000 kWh |
| Effisjinsje | 82% | 95% |
| Djipte fan ûntlading | 65% | 90% |
| Brûkbere opslachkapasiteit | 8.795 kWh | 24.795 kWh |
| Oanskafkosten | 4.000 dollar | 8.500 dollar |
| Opslachkosten per kWh | $0,45 / kWh | $0,34/ kWh |
BSLBATT: Fabrikant fan Lithium-ion sinnebatterijenDer binne op it stuit in soad fabrikanten en leveransiers fan lithium-ion-batterijen.BSLBATT lithium-ion sinnebatterijenbrûk A-klasse LiFePo4-sellen fan BYD, Nintec, en CATL, kombinearje se, en foarsjoch se fan in laadkontrôlesysteem (batterijbehearsysteem) oanpast oan fotovoltaïske enerzjyopslach om de juste en probleemfrije wurking fan elke yndividuele opslachsel en it heule systeem te garandearjen.
Pleatsingstiid: 8 maaie 2024