Teknologi, Keunggulan, dan Biaya Baterai Lithium-ion

Bagaimana cara kerja baterai lithium-ion? Apa keunggulannya dibandingkan baterai timbal-asam? Kapan penyimpanan energi menggunakan baterai lithium-ion mulai menguntungkan?A baterai lithium-ion(Singkatan: baterai lithium-ion atau baterai Li-ion) adalah istilah umum untuk akumulator berbasis senyawa lithium dalam ketiga fase, yaitu pada elektroda negatif, elektroda positif, dan elektrolit, atau sel elektrokimia. Baterai lithium-ion memiliki energi spesifik yang tinggi dibandingkan dengan jenis baterai lainnya, tetapi memerlukan sirkuit perlindungan elektronik di sebagian besar aplikasi, karena bereaksi buruk terhadap pengosongan daya yang dalam dan pengisian daya yang berlebihan.Baterai surya ion litium diisi dengan listrik dari sistem fotovoltaik dan dikosongkan kembali sesuai kebutuhan. Untuk waktu yang lama, baterai timbal dianggap sebagai solusi tenaga surya yang ideal untuk tujuan ini. Namun, baterai berbasis ion litium memiliki keunggulan yang menentukan, meskipun pembeliannya masih terkait dengan biaya tambahan, yang bagaimanapun juga dapat dikembalikan melalui penggunaan yang tepat sasaran.Struktur Teknis dan Perilaku Penyimpanan Energi Baterai Lithium-ionBaterai lithium-ion pada dasarnya tidak berbeda dari baterai timbal-asam dalam struktur umumnya. Hanya pembawa muatannya yang berbeda: Saat baterai diisi, ion lithium "bermigrasi" dari elektroda positif ke elektroda negatif baterai dan tetap "tersimpan" di sana hingga baterai dikosongkan kembali. Konduktor grafit berkualitas tinggi biasanya digunakan sebagai elektroda. Namun, ada juga varian dengan konduktor besi atau konduktor kobalt.Tergantung pada konduktor yang digunakan, baterai lithium-ion akan memiliki tegangan yang berbeda. Elektrolit itu sendiri harus bebas air dalam baterai lithium-ion karena lithium dan air memicu reaksi hebat. Berbeda dengan pendahulunya, baterai timbal-asam, baterai lithium-ion modern (hampir) tidak memiliki efek memori atau pelepasan daya sendiri, dan baterai lithium-ion mempertahankan daya penuhnya untuk waktu yang lama.Baterai penyimpanan daya lithium-ion biasanya terdiri dari unsur kimia mangan, nikel, dan kobalt. Kobalt (istilah kimia: kobalt) adalah unsur langka dan oleh karena itu membuat produksi baterai penyimpanan Li lebih mahal. Selain itu, kobalt berbahaya bagi lingkungan. Oleh karena itu, ada banyak upaya penelitian untuk menghasilkan material katoda untuk baterai tegangan tinggi lithium-ion tanpa kobalt.Keunggulan Baterai Lithium-ion Dibandingkan Baterai Asam Timbal◎Penggunaan baterai lithium-ion modern menghadirkan sejumlah keunggulan yang tidak dapat diberikan oleh baterai timbal-asam biasa.◎Salah satu keuntungannya adalah masa pakainya jauh lebih lama daripada baterai timbal-asam. Baterai lithium-ion mampu menyimpan energi matahari selama hampir 20 tahun.◎Jumlah siklus pengisian dan kedalaman pengosongan juga berkali-kali lebih besar dibandingkan dengan baterai timbal.◎Karena perbedaan material yang digunakan dalam produksinya, baterai lithium-ion juga jauh lebih ringan dan lebih ringkas daripada baterai timbal. Oleh karena itu, baterai ini membutuhkan ruang yang lebih sedikit saat pemasangan.◎Baterai lithium-ion juga memiliki sifat penyimpanan yang lebih baik dalam hal pengosongan daya sendiri.◎Selain itu, kita juga tidak boleh melupakan aspek lingkungan: Karena baterai timbal tidak terlalu ramah lingkungan dalam proses produksinya karena penggunaan timbal.Angka-Angka Kunci Teknis Baterai Lithium-ionDi sisi lain, perlu juga disebutkan bahwa, karena masa penggunaan baterai timbal yang lebih lama, terdapat lebih banyak studi jangka panjang yang bermakna dibandingkan dengan baterai lithium-ion yang masih sangat baru, sehingga penggunaan dan biaya terkaitnya juga dapat dihitung dengan lebih baik dan lebih andal. Selain itu, sistem keamanan baterai timbal modern sebagian bahkan lebih baik daripada baterai lithium-ion.Pada prinsipnya, kekhawatiran tentang cacat berbahaya pada sel ion litium juga bukan tanpa dasar: Misalnya, dendrit, yaitu endapan litium yang runcing, dapat terbentuk pada anoda. Kemungkinan bahwa hal ini kemudian memicu korsleting, dan dengan demikian pada akhirnya juga menyebabkan pelarian termal (reaksi eksotermik dengan pembangkitan panas yang kuat dan mempercepat diri sendiri), sangat besar pada sel litium yang mengandung komponen sel berkualitas rendah. Dalam kasus terburuk, penyebaran kerusakan ini ke sel-sel tetangga dapat menyebabkan reaksi berantai dan kebakaran pada baterai.Namun, seiring semakin banyaknya pelanggan yang menggunakan baterai lithium-ion sebagai baterai surya, efek pembelajaran dari para produsen dengan kuantitas produksi yang lebih besar juga menyebabkan peningkatan teknis lebih lanjut pada kinerja penyimpanan dan keamanan operasional baterai lithium-ion yang lebih tinggi, serta pengurangan biaya lebih lanjut. Status perkembangan teknologi baterai Li-ion saat ini dapat dirangkum dalam angka-angka kunci teknis berikut:

Kapasitas Penyimpanan dan Biaya Baterai Surya Lithium-ionBiaya baterai surya lithium-ion umumnya lebih tinggi daripada baterai timbal-asam. Misalnya, baterai timbal dengan kapasitas5 kWhSaat ini, biaya rata-rata per kilowatt jam kapasitas nominal adalah 800 dolar.Di sisi lain, sistem lithium yang sebanding harganya mencapai 1.700 dolar per kilowatt jam. Namun, selisih harga antara sistem termurah dan termahal jauh lebih besar dibandingkan dengan sistem timbal. Misalnya, baterai lithium dengan kapasitas 5 kWh juga tersedia dengan harga serendah 1.200 dolar per kWh.Meskipun biaya pembelian umumnya lebih tinggi, namun biaya sistem baterai surya lithium-ion per kilowatt jam yang tersimpan lebih menguntungkan jika dihitung selama seluruh masa pakai, karena baterai lithium-ion menyediakan daya lebih lama daripada baterai timbal-asam, yang harus diganti setelah jangka waktu tertentu.Oleh karena itu, ketika membeli sistem penyimpanan baterai untuk rumah tangga, seseorang tidak boleh takut dengan biaya pembelian yang lebih tinggi, tetapi harus selalu menghubungkan efisiensi ekonomi baterai lithium-ion dengan seluruh masa pakai dan jumlah kilowatt jam yang tersimpan.Rumus-rumus berikut dapat digunakan untuk menghitung semua angka kunci dari sistem penyimpanan baterai lithium-ion untuk sistem PV:1) Kapasitas nominal * siklus pengisian daya = Kapasitas penyimpanan teoritis.2) Kapasitas penyimpanan teoritis * Efisiensi * Kedalaman pengosongan = Kapasitas penyimpanan yang dapat digunakan3) Biaya pembelian / Kapasitas penyimpanan yang dapat digunakan = Biaya per kWh yang disimpan

BSLBATT: Produsen baterai surya lithium-ionSaat ini terdapat banyak produsen dan pemasok baterai lithium-ion.Baterai surya lithium-ion BSLBATTMenggunakan sel LiFePo4 kelas A dari BYD, Nintec, dan CATL, menggabungkannya, dan menyediakannya dengan sistem kontrol pengisian daya (sistem manajemen baterai) yang disesuaikan dengan penyimpanan energi fotovoltaik untuk memastikan pengoperasian yang tepat dan tanpa masalah dari setiap sel penyimpanan individual serta seluruh sistem.