Технологія, переваги та вартість літій-іонних акумуляторів

Як працює літій-іонний акумулятор? Які його переваги над свинцево-кислотним акумулятором? Коли окупається використання літій-іонного акумулятора?A літій-іонний акумулятор(скорочено: літій-іонний акумулятор або літій-іонний акумулятор) – це загальний термін для акумуляторів на основі літієвих сполук у всіх трьох фазах: у негативному електроді, позитивному електроді, а також в електроліті, електрохімічному елементі. Літій-іонні акумулятори мають високу питому енергію порівняно з іншими типами акумуляторів, але в більшості випадків потребують електронних захисних схем, оскільки вони негативно реагують як на глибокий розряд, так і на перезаряд.Літій-іонні сонячні батареї заряджаються електроенергією від фотоелектричної системи та розряджаються знову за потреби. Протягом тривалого часу свинцеві батареї вважалися ідеальним рішенням для сонячної енергії. Однак, літій-іонні батареї на основі мають вирішальні переваги, хоча їхня покупка все ще пов'язана з додатковими витратами, які, однак, окуповуються завдяки цілеспрямованому використанню.Технічна структура та поведінка накопичення енергії літій-іонних акумуляторівЛітій-іонні акумулятори принципово не відрізняються від свинцево-кислотних акумуляторів за своєю загальною структурою. Відрізняється лише носій заряду: під час заряджання акумулятора іони літію «мігрують» з позитивного електрода на негативний електрод акумулятора та залишаються там «зберігаються», поки акумулятор знову не розрядиться. Як електроди зазвичай використовуються високоякісні графітові провідники. Однак існують також варіанти із залізними або кобальтовими провідниками.Залежно від використовуваних провідників, літій-іонні акумулятори матимуть різну напругу. Сам електроліт у літій-іонному акумуляторі повинен бути без води, оскільки літій і вода викликають бурхливу реакцію. На відміну від своїх свинцево-кислотних попередників, сучасні літій-іонні акумулятори (майже) не мають ефекту пам'яті або саморозряду, і літій-іонні акумулятори зберігають свою повну потужність протягом тривалого часу.Літій-іонні акумулятори зазвичай складаються з хімічних елементів марганцю, нікелю та кобальту. Кобальт (хімічний термін: кобальт) є рідкісним елементом, тому виробництво літієвих акумуляторів дорожче. Крім того, кобальт шкідливий для навколишнього середовища. Тому проводиться багато досліджень щодо виробництва катодного матеріалу для літій-іонних високовольтних акумуляторів без кобальту.Переваги літій-іонних акумуляторів над свинцево-кислотними акумуляторами◎Використання сучасних літій-іонних акумуляторів має низку переваг, яких не можуть забезпечити прості свинцево-кислотні акумулятори.◎По-перше, вони мають набагато довший термін служби, ніж свинцево-кислотні акумулятори. Літій-іонний акумулятор здатний зберігати сонячну енергію протягом майже 20 років.◎Кількість циклів зарядки та глибина розрядки також у багато разів більші, ніж у свинцевих акумуляторів.◎Завдяки різним матеріалам, що використовуються у виробництві, літій-іонні акумулятори також набагато легші за свинцеві та компактніші. Тому вони займають менше місця під час встановлення.◎Літій-іонні акумулятори також мають кращі властивості зберігання з точки зору саморозряду.◎Крім того, не можна забувати про екологічний аспект: свинцеві акумулятори не є особливо екологічними у своєму виробництві через використовуваний свинець.Технічні ключові показники літій-іонних акумуляторівЗ іншого боку, слід також зазначити, що через тривалий період використання свинцевих акумуляторів існують набагато більш змістовні довгострокові дослідження, ніж для ще зовсім нових літій-іонних акумуляторів, завдяки чому їх використання та пов'язані з ним витрати також можна розрахувати краще та надійніше. Крім того, система безпеки сучасних свинцевих акумуляторів частково навіть краща, ніж у літій-іонних акумуляторів.В принципі, занепокоєння щодо небезпечних дефектів у літій-іонних елементах також не є безпідставним: наприклад, на аноді можуть утворюватися дендрити, тобто загострені літієві відкладення. Ймовірність того, що вони потім спровокують коротке замикання, а отже, зрештою також спричинять тепловий втечу (екзотермічну реакцію із сильним, самоприскорювальним виділенням тепла), особливо висока в літієвих елементах, які містять низькоякісні компоненти. У найгіршому випадку поширення цього дефекту на сусідні елементи може призвести до ланцюгової реакції та пожежі в акумуляторі.Однак, оскільки все більше клієнтів використовують літій-іонні акумулятори як сонячні батареї, результати навчання виробників зі збільшенням обсягів виробництва також призводять до подальших технічних удосконалень продуктивності накопичення та підвищення експлуатаційної безпеки літій-іонних акумуляторів, а також до подальшого зниження витрат. Поточний стан технічного розвитку літій-іонних акумуляторів можна підсумувати наступними ключовими технічними показниками:

Місткість та вартість літій-іонних сонячних батарейВартість літій-іонної сонячної батареї, як правило, вища, ніж свинцево-кислотної. Наприклад, свинцеві батареї ємністю5 кВт·годнаразі коштує в середньому 800 доларів за кіловат-годину номінальної потужності.З іншого боку, аналогічні літієві системи коштують 1700 доларів за кіловат-годину. Однак різниця між найдешевшими та найдорожчими системами значно більша, ніж для свинцевих систем. Наприклад, літієві батареї ємністю 5 кВт-год також доступні за ціною всього 1200 доларів за кВт-год.Незважаючи на загалом вищі витрати на придбання, вартість літій-іонної сонячної батареї на кіловат-годину накопиченої енергії є більш вигідною, розрахованою на весь термін служби, оскільки літій-іонні акумулятори забезпечують живлення довше, ніж свинцево-кислотні акумулятори, які необхідно замінювати через певний проміжок часу.Тому, купуючи систему зберігання енергії в побуті, не варто лякатися вищих витрат на придбання, а завжди потрібно співвідносити економічну ефективність літій-іонного акумулятора з усім терміном служби та кількістю збережених кіловат-годин.Для розрахунку всіх ключових показників системи зберігання літій-іонних акумуляторів для фотоелектричних систем можна використовувати такі формули:1) Номінальна ємність * цикли зарядки = Теоретична ємність зберігання.2) Теоретична ємність зберігання * ККД * Глибина розряду = Корисна ємність зберігання3) Вартість придбання / Корисна ємність зберігання = Вартість за кВт⋅год збереженої енергії

BSLBATT: Виробник літій-іонних сонячних батарейНаразі існує багато виробників та постачальників літій-іонних акумуляторів.Літій-іонні сонячні батареї BSLBATTвикористовувати LiFePo4 елементи класу А від BYD, Nintec та CATL, комбінувати їх та оснащувати системою керування зарядом (системою керування акумулятором), адаптованою до фотоелектричного накопичення енергії, щоб забезпечити належну та безпроблемну роботу кожного окремого елемента накопичення, а також усієї системи.