Công nghệ, Ưu điểm và Chi phí của Pin Lithium-ion

Pin lithium-ion hoạt động như thế nào? Pin này có những ưu điểm gì so với pin axit chì? Khi nào thì pin lithium-ion có thể lưu trữ được?A pin lithium-ion(viết tắt: pin lithiumion hoặc pin Li-ion) là thuật ngữ chung cho các bộ tích điện dựa trên hợp chất lithium ở cả ba pha, trong điện cực âm, trong điện cực dương cũng như trong chất điện phân, pin điện hóa. Pin lithium-ion có năng lượng riêng cao so với các loại pin khác, nhưng yêu cầu mạch bảo vệ điện tử trong hầu hết các ứng dụng, vì chúng phản ứng bất lợi với cả xả sâu và sạc quá mức.Pin mặt trời lithium ion được sạc bằng điện từ hệ thống quang điện và xả lại khi cần thiết. Trong một thời gian dài, pin chì được coi là giải pháp năng lượng mặt trời lý tưởng cho mục đích này. Tuy nhiên, dựa trên pin lithium-ion có những ưu điểm quyết định, mặc dù việc mua vẫn liên quan đến các chi phí bổ sung, tuy nhiên, được thu hồi thông qua việc sử dụng có mục tiêu.Cấu trúc kỹ thuật và hành vi lưu trữ năng lượng của pin lithium-ionPin lithium-ion không khác biệt cơ bản so với pin axit chì về cấu trúc chung. Chỉ có chất mang điện tích là khác nhau: Khi pin được sạc, các ion lithium "di chuyển" từ điện cực dương sang điện cực âm của pin và vẫn "lưu trữ" ở đó cho đến khi pin được xả lại. Các dây dẫn graphite chất lượng cao thường được sử dụng làm điện cực. Tuy nhiên, cũng có các biến thể với dây dẫn sắt hoặc dây dẫn coban.Tùy thuộc vào các dây dẫn được sử dụng, pin lithium-ion sẽ có điện áp khác nhau. Bản thân chất điện phân phải không có nước trong pin lithium-ion vì lithium và nước gây ra phản ứng dữ dội. Trái ngược với các loại pin axit chì tiền nhiệm, pin lithium-ion hiện đại (gần như) không có hiệu ứng nhớ hoặc tự xả, và pin lithium-ion giữ được toàn bộ công suất trong một thời gian dài.Pin lưu trữ năng lượng lithium-ion thường bao gồm các nguyên tố hóa học mangan, niken và coban. Coban (thuật ngữ hóa học: coban) là một nguyên tố hiếm và do đó làm cho việc sản xuất pin lưu trữ Li đắt hơn. Ngoài ra, coban có hại cho môi trường. Do đó, có nhiều nỗ lực nghiên cứu để sản xuất vật liệu catốt cho pin điện áp cao lithium-ion không có coban.Ưu điểm của pin Lithium-ion so với pin axit chì◎Việc sử dụng pin lithium-ion hiện đại mang lại nhiều lợi thế mà pin axit chì thông thường không thể mang lại.◎Một điều nữa là chúng có tuổi thọ dài hơn nhiều so với pin axit chì. Pin lithium-ion có khả năng lưu trữ năng lượng mặt trời trong thời gian gần 20 năm.◎Số chu kỳ sạc và độ xả sâu cũng lớn hơn nhiều lần so với pin chì.◎Do sử dụng các vật liệu khác nhau trong sản xuất, pin lithium-ion cũng nhẹ hơn nhiều so với pin chì và nhỏ gọn hơn. Do đó, chúng chiếm ít không gian hơn trong quá trình lắp đặt.◎Pin lithium-ion cũng có khả năng lưu trữ tốt hơn về mặt tự xả.◎Ngoài ra, chúng ta không được quên khía cạnh môi trường: Bởi vì pin chì không thực sự thân thiện với môi trường trong quá trình sản xuất do sử dụng chì.Các số liệu kỹ thuật chính của pin Lithium-ionMặt khác, cũng cần phải đề cập rằng, do thời gian sử dụng pin chì dài nên có nhiều nghiên cứu dài hạn có ý nghĩa hơn so với pin lithium-ion vẫn còn rất mới, do đó việc sử dụng và chi phí liên quan cũng có thể được tính toán tốt hơn và đáng tin cậy hơn. Ngoài ra, hệ thống an toàn của pin chì hiện đại thậm chí còn tốt hơn một phần so với pin lithium-ion.Về nguyên tắc, mối lo ngại về các khuyết tật nguy hiểm trong các cell pin li ion cũng không phải là không có cơ sở: Ví dụ, các dendrite, tức là các cặn liti nhọn, có thể hình thành trên anot. Khả năng các cặn này sau đó kích hoạt các mạch ngắn, và do đó cuối cùng cũng gây ra sự mất kiểm soát nhiệt (một phản ứng tỏa nhiệt với sự sinh nhiệt mạnh, tự tăng tốc), đặc biệt được đưa ra trong các cell pin lithium có chứa các thành phần cell chất lượng thấp. Trong trường hợp xấu nhất, sự lan truyền lỗi này sang các cell lân cận có thể dẫn đến phản ứng dây chuyền và gây ra hỏa hoạn trong pin.Tuy nhiên, khi ngày càng nhiều khách hàng sử dụng pin lithium-ion làm pin năng lượng mặt trời, hiệu ứng học hỏi của các nhà sản xuất có số lượng sản xuất lớn hơn cũng dẫn đến những cải tiến kỹ thuật hơn nữa về hiệu suất lưu trữ và độ an toàn vận hành cao hơn của pin lithium-ion và cũng giảm chi phí hơn nữa. Tình trạng phát triển kỹ thuật hiện tại của pin Li-ion có thể được tóm tắt trong các số liệu chính về kỹ thuật sau:

Dung lượng lưu trữ và chi phí của pin năng lượng mặt trời Lithium-ionChi phí của pin năng lượng mặt trời lithium-ion thường cao hơn so với pin axit chì. Ví dụ, pin chì có dung lượng5 kWhhiện có giá trung bình là 800 đô la cho mỗi kilowatt giờ công suất danh nghĩa.Mặt khác, các hệ thống lithium tương đương có giá 1.700 đô la cho mỗi kilowatt giờ. Tuy nhiên, chênh lệch giữa các hệ thống rẻ nhất và đắt nhất cao hơn đáng kể so với các hệ thống chì. Ví dụ, pin lithium 5 kWh cũng có giá chỉ 1.200 đô la cho mỗi kWh.Tuy nhiên, mặc dù chi phí mua nhìn chung cao hơn, chi phí cho hệ thống pin mặt trời lithium-ion trên mỗi kilowatt giờ được lưu trữ lại có lợi hơn nếu tính trong toàn bộ thời gian sử dụng, vì pin lithium-ion cung cấp điện lâu hơn pin axit chì, loại pin phải được thay thế sau một thời gian nhất định.Do đó, khi mua hệ thống lưu trữ pin dân dụng, chúng ta không nên sợ chi phí mua cao hơn mà phải luôn liên hệ hiệu quả kinh tế của pin lithium-ion với toàn bộ tuổi thọ và số kilowatt giờ được lưu trữ.Có thể sử dụng các công thức sau để tính toán tất cả các số liệu quan trọng của hệ thống lưu trữ pin lithium-ion cho hệ thống PV:1) Dung lượng danh nghĩa * chu kỳ sạc = Dung lượng lưu trữ lý thuyết.2) Công suất lưu trữ lý thuyết * Hiệu suất * Độ sâu xả = Công suất lưu trữ khả dụng3) Chi phí mua / Dung lượng lưu trữ có thể sử dụng = Chi phí cho mỗi kWh lưu trữ

BSLBATT: Nhà sản xuất pin năng lượng mặt trời Lithium-ionHiện nay có rất nhiều nhà sản xuất và cung cấp pin lithium-ion.Pin năng lượng mặt trời lithium-ion BSLBATTsử dụng các cell LiFePo4 loại A từ BYD, Nintec và CATL, kết hợp chúng lại và cung cấp cho chúng một hệ thống kiểm soát sạc (hệ thống quản lý pin) phù hợp với hệ thống lưu trữ năng lượng quang điện để đảm bảo hoạt động bình thường và không gặp sự cố của từng cell lưu trữ riêng lẻ cũng như toàn bộ hệ thống.