Ličio jonų akumuliatorių technologija, privalumai ir kainos

Kaip veikia ličio jonų akumuliatorius? Kokius pranašumus jis turi, palyginti su švino rūgšties akumuliatoriumi? Kada atsiperka kaupti ličio jonų akumuliatoriuje?A ličio jonų akumuliatorius(trumpinys: ličio jonų akumuliatorius) yra bendrinis terminas, apibūdinantis akumuliatorius, kurių pagrindą sudaro ličio junginiai visose trijose fazėse: neigiamame elektrode, teigiamame elektrode ir elektrolite – elektrolite. Ličio jonų akumuliatoriai, palyginti su kitų tipų akumuliatoriais, turi didelę specifinę energiją, tačiau daugumoje pritaikymų joms reikalingos elektroninės apsaugos grandinės, nes jos neigiamai reaguoja tiek į gilų iškrovimą, tiek į perkrovą.Ličio jonų saulės baterijos įkraunamos fotovoltinės sistemos elektra ir prireikus vėl iškraunamos. Ilgą laiką švino baterijos buvo laikomos idealiu saulės energijos sprendimu šiam tikslui. Tačiau ličio jonų baterijų pagrindu sukurtos baterijos turi lemiamų pranašumų, nors jų įsigijimas vis tiek susijęs su papildomomis išlaidomis, kurios, deja, atsiperka tikslingai jas naudojant.Ličio jonų akumuliatorių techninė struktūra ir energijos kaupimo elgsenaLičio jonų akumuliatoriai savo bendra struktūra iš esmės nesiskiria nuo švino rūgšties akumuliatorių. Skiriasi tik krūvininkas: akumuliatoriui įkraunant, ličio jonai „migruoja“ iš teigiamo elektrodo į neigiamą akumuliatoriaus elektrodą ir lieka ten „saugomi“, kol akumuliatorius vėl išsikrauna. Kaip elektrodai dažniausiai naudojami aukštos kokybės grafito laidininkai. Tačiau yra ir variantų su geležies arba kobalto laidininkais.Priklausomai nuo naudojamų laidininkų, ličio jonų akumuliatorių įtampa skirsis. Pats elektrolitas ličio jonų akumuliatoriuje turi būti be vandens, nes ličio ir vandens sąveika sukelia smarkią reakciją. Skirtingai nuo savo pirmtakų su švino rūgšties akumuliatoriais, šiuolaikiniai ličio jonų akumuliatoriai (beveik) neturi atminties efektų ar savaiminio išsikrovimo, o ličio jonų akumuliatoriai ilgą laiką išlaiko visą savo galią.Ličio jonų energijos akumuliatoriai paprastai sudaryti iš cheminių elementų: mangano, nikelio ir kobalto. Kobaltas (cheminis terminas: kobaltas) yra retas elementas, todėl ličio akumuliatorių gamyba yra brangesnė. Be to, kobaltas yra kenksmingas aplinkai. Todėl atliekami įvairūs tyrimai, siekiant pagaminti ličio jonų aukštos įtampos akumuliatorių katodo medžiagą be kobalto.Ličio jonų akumuliatorių pranašumai, palyginti su švino rūgšties akumuliatoriais◎Šiuolaikinių ličio jonų akumuliatorių naudojimas suteikia daug privalumų, kurių negali suteikti paprasti švino rūgšties akumuliatoriai.◎Pirma, jie tarnauja daug ilgiau nei švino rūgšties akumuliatoriai. Ličio jonų akumuliatorius gali kaupti saulės energiją beveik 20 metų.◎Įkrovimo ciklų skaičius ir iškrovimo gylis taip pat yra daug kartų didesni nei švino akumuliatorių.◎Dėl skirtingų gamyboje naudojamų medžiagų ličio jonų akumuliatoriai taip pat yra daug lengvesni ir kompaktiškesni nei švino akumuliatoriai. Todėl montuojant jie užima mažiau vietos.◎Ličio jonų akumuliatoriai taip pat pasižymi geresnėmis savaiminio išsikrovimo savybėmis.◎Be to, negalima pamiršti ir aplinkosauginio aspekto: švino akumuliatorių gamyba nėra itin draugiška aplinkai dėl juose naudojamo švino.Ličio jonų akumuliatorių techniniai pagrindiniai rodikliaiKita vertus, taip pat reikia paminėti, kad dėl ilgo švino akumuliatorių naudojimo laikotarpio yra daug prasmingesnių ilgalaikių tyrimų nei apie vis dar labai naujas ličio jonų baterijas, todėl jų naudojimą ir susijusias išlaidas taip pat galima apskaičiuoti geriau ir patikimiau. Be to, šiuolaikinių švino akumuliatorių saugos sistema iš dalies yra dar geresnė nei ličio jonų akumuliatorių.Iš principo susirūpinimas dėl pavojingų defektų ličio jonų elementuose taip pat nėra nepagrįstas: pavyzdžiui, ant anodo gali susidaryti dendritai, t. y. smailios ličio nuosėdos. Tikimybė, kad jos sukels trumpuosius jungimus ir galiausiai terminį išsiveržimą (egzoterminę reakciją su stipriu, savaime greitėjančiu šilumos išsiskyrimu), ypač didelė ličio elementuose, kuriuose yra žemos kokybės elementų komponentų. Blogiausiu atveju šio gedimo išplitimas į kaimyninius elementus gali sukelti grandininę reakciją ir gaisrą akumuliatoriuje.Tačiau vis daugiau klientų ličio jonų baterijas naudoja kaip saulės baterijas, todėl didesnius gamybos kiekius gaminančių gamintojų mokymosi rezultatai taip pat lemia tolesnį techninį ličio jonų baterijų kaupimo našumo ir eksploatavimo saugumo patobulinimą, taip pat dar labiau sumažinant sąnaudas. Dabartinę ličio jonų baterijų techninės plėtros būklę galima apibendrinti šiais pagrindiniais techniniais rodikliais:

Ličio jonų saulės baterijų talpa ir kainaLičio jonų saulės baterijos kaina paprastai yra didesnė nei švino-rūgšties baterijos. Pavyzdžiui, švino baterijos, kurių talpa5 kWhšiuo metu kainuoja vidutiniškai 800 dolerių už kilovatvalandę nominalios galios.Kita vertus, panašios ličio sistemos kainuoja 1 700 dolerių už kilovatvalandę. Tačiau skirtumas tarp pigiausių ir brangiausių sistemų yra gerokai didesnis nei švino sistemų. Pavyzdžiui, 5 kWh talpos ličio baterijos taip pat parduodamos vos už 1 200 dolerių už kWh.Nepaisant paprastai didesnių įsigijimo išlaidų, ličio jonų saulės baterijų sistemos kaina vienai sukauptai kilovatvalandei yra palankesnė, skaičiuojant per visą eksploatavimo laiką, nes ličio jonų baterijos tiekia energiją ilgiau nei švino rūgšties baterijos, kurias reikia keisti po tam tikro laiko.Todėl perkant gyvenamųjų namų akumuliatorinę kaupimo sistemą, nereikėtų bijoti didesnių pirkimo išlaidų, o visada reikia susieti ličio jonų akumuliatoriaus ekonominį efektyvumą su visu tarnavimo laiku ir sukauptų kilovatvalandžių skaičiumi.Visiems pagrindiniams ličio jonų akumuliatorių kaupimo sistemos, skirtos PV sistemoms, rodikliams apskaičiuoti galima naudoti šias formules:1) Nominali talpa * įkrovimo ciklai = Teorinė kaupimo talpa.2) Teorinė kaupimo talpa * Efektyvumas * Iškrovimo gylis = Naudojama kaupimo talpa3) Įsigijimo kaina / Naudojama kaupimo talpa = Sukauptos kWh kaina

BSLBATT: Ličio jonų saulės baterijų gamintojasŠiuo metu yra daug ličio jonų akumuliatorių gamintojų ir tiekėjų.BSLBATT ličio jonų saulės baterijosnaudoti BYD, „Nintec“ ir CATL A klasės LiFePo4 elementus, juos sujungti ir aprūpinti įkrovos valdymo sistema (akumuliatorių valdymo sistema), pritaikyta fotovoltinei energijos kaupimui, siekiant užtikrinti tinkamą ir be problemų veikiantį kiekvieno atskiro kaupimo elemento ir visos sistemos veikimą.