Bateritë litium qëndrojnë larg nga kimikatet e tjera të baterive për shkak të dendësisë së tyre të lartë të energjisë dhe kostos së ulët për cikël. Sidoqoftë, "bateria e litiumit" është një term i paqartë. Ekzistojnë rreth gjashtë kimistika të zakonshme të baterive të litiumit, të gjitha me avantazhet dhe disavantazhet e tyre unike. Për aplikimet e energjisë së rinovueshme, kimia mbizotëruese është Fosfati i Hekurit të Litiumit (LiFePO4). Kjo kimi ka siguri të shkëlqyeshme, me qëndrueshmëri të madhe termike, vlerësime të larta të rrymës, jetë të ciklit të gjatë dhe tolerancë ndaj abuzimit.
Fosfat hekuri litium (LiFePO4) është një kimi jashtëzakonisht e qëndrueshme e litiumit kur krahasohet me pothuajse të gjitha kimikatet e tjera të litiumit. Bateria është mbledhur me një material katodë të sigurt natyrshëm (fosfat hekuri). Krahasuar me kimikatet e tjera të litiumit fosfati i hekurit promovon një lidhje të fortë molekulare, e cila i reziston kushteve ekstreme të karikimit, zgjat jetën e ciklit dhe ruan integritetin kimik në shumë cikle. Kjo është ajo që u jep këtyre baterive stabilitetin e tyre të madh termik, jetën e ciklit të gjatë dhe tolerancën ndaj abuzimit. Bateritë LiFePO4 nuk janë të prirura për mbinxehje, as nuk janë të depozituara në "largim termik" dhe për këtë arsye nuk nxehen shumë ose nuk ndizen kur i nënshtrohen keqtrajtimit rigoroz ose kushteve të vështira të mjedisit.
Ndryshe nga acidi i përmbytur i plumbit dhe kimikatet e tjera të baterive, bateritë e litiumit nuk shfryjnë gazra të rrezikshëm si hidrogjeni dhe oksigjeni. Nuk ka gjithashtu asnjë rrezik të ekspozimit ndaj elektroliteve kaustike të tilla si acidi sulfurik ose hidroksid kaliumi. Në shumicën e rasteve, këto bateri mund të ruhen në zona të mbyllura pa rrezik shpërthimi dhe një sistem i projektuar siç duhet nuk duhet të kërkojë ftohje ose shfryrje aktive.
Bateritë litium janë një asamble e përbërë nga shumë qeliza, si bateritë me acid plumbi dhe shumë lloje të tjera të baterive. Bateritë me acid plumbi kanë një tension nominal prej 2V / qelizë, ndërsa qelizat e baterisë së litiumit kanë një tension nominal prej 3.2V. Prandaj, për të arritur një bateri 12V zakonisht do të keni katër qeliza të lidhura në një seri. Kjo do të bëjë tensionin nominal të një LiFePO4 12,8V. Tetë qeliza të lidhura në një seri bëjnë një bateri 24V me një tension nominal prej 25.6V dhe gjashtëmbëdhjetë qeliza të lidhura në një seri bëjnë një bateri 48V me një tension nominal prej 51.2V. Këto tensione punojnë shumë mirë me invertorët tuaj tipikë 12V, 24V dhe 48V.
Bateritë litium shpesh përdoren për të zëvendësuar drejtpërdrejt bateritë me acid plumbi, sepse ato kanë tensione shumë të ngjashme të karikimit. Një bateri LiFePO4 me katër qeliza (12.8V), zakonisht do të ketë një tension maksimal të ngarkimit midis 14.4-14.6V (në varësi të rekomandimeve të prodhuesve). Ajo që është unike për një bateri litiumi është se ata nuk kanë nevojë për një ngarkesë thithjeje ose për t'u mbajtur në një gjendje të vazhdueshme të tensionit për periudha të konsiderueshme kohore. Në mënyrë tipike, kur bateria arrin tensionin maksimal të ngarkimit nuk ka më nevojë të karikohet. Karakteristikat e shkarkimit të baterive LiFePO4 janë gjithashtu unike. Gjatë shkarkimit, bateritë e litiumit do të mbajnë një tension shumë më të lartë sesa bateritë me acid plumbi zakonisht nën ngarkesë. Nuk është e pazakontë që një bateri litiumi të bjerë vetëm disa të dhjetat e voltit nga një karikim i plotë në 75% të shkarkuar. Kjo mund ta bëjë të vështirë të tregosh se sa kapacitet është përdorur pa pajisje për monitorimin e baterisë.
Një avantazh i rëndësishëm i litiumit mbi bateritë me acid plumbi është se ato nuk vuajnë nga çiklizmi i deficitit. Në thelb, kjo është kur bateritë nuk mund të karikohen plotësisht para se të shkarkohen përsëri të nesërmen. Ky është një problem shumë i madh me bateritë me acid plumbi dhe mund të nxisë degradim të konsiderueshëm të pllakave nëse ciklohen vazhdimisht në këtë mënyrë. Bateritë LiFePO4 nuk kanë nevojë të karikohen plotësisht rregullisht. Në fakt, është e mundur të përmirësohet pak jetëgjatësia e përgjithshme me një ngarkesë të lehtë të pjesshme në vend të një ngarkese të plotë.
Efikasiteti është një faktor shumë i rëndësishëm gjatë hartimit të sistemeve elektrike diellore. Efikasiteti vajtje-ardhje (nga i plotë në të vdekur dhe përsëri në të plotë) i baterisë mesatare të acidit të plumbit është rreth 80%. Kimikatet e tjera mund të jenë edhe më keq. Efikasiteti i energjisë vajtje-ardhje i një baterie Fosfati hekuri litium është lart 95-98%. Vetëm kjo është një përmirësim i dukshëm për sistemet e uritura nga energjia diellore gjatë dimrit, kursimet e karburantit nga karikimi i gjeneratorit mund të jenë të jashtëzakonshme. Faza e ngarkimit të thithjes së baterive me acid plumbi është veçanërisht joefikase, duke rezultuar në efikasitet prej 50% ose edhe më pak. Duke marrë parasysh që bateritë e litiumit nuk ngarkojnë thithjen, koha e karikimit nga plotësisht e shkarkuar në plotësisht e plotë mund të jetë më pak se dy orë. Alsoshtë gjithashtu e rëndësishme të theksohet se një bateri litiumi mund të pësojë një shkarkesë gati të plotë siç vlerësohet pa efekte të konsiderueshme anësore. Sidoqoftë, është e rëndësishme të siguroheni që qelizat individuale nuk shkarkohen më shumë. Kjo është puna e Sistemit të integruar të Menaxhimit të Baterisë (BMS).
Siguria dhe besueshmëria e baterive të litiumit është një shqetësim i madh, kështu që të gjitha asambletë duhet të kenë një Sistem të integruar të Menaxhimit të Baterive (BMS). BMS është një sistem që monitoron, vlerëson, ekuilibron dhe mbron qelizat nga funksionimi jashtë "Zonës së Sigurt të Operacionit". BMS është një komponent thelbësor i sigurisë së një sistemi baterie litiumi, që monitoron dhe mbron qelizat brenda baterisë nga mbitensioni, voltazhi nën / mbi, temperatura nën / mbi dhe më shumë. Një qelizë LiFePO4 do të dëmtohet përgjithmonë nëse voltazhi i qelizës bie ndonjëherë në më pak se 2.5V, do të dëmtohet gjithashtu përgjithmonë nëse voltazhi i qelizës rritet në më shumë se 4.2V. BMS monitoron secilën qelizë dhe do të parandalojë dëmtimin e qelizave në rastin e tensionit nën / mbi.
Një tjetër përgjegjësi thelbësore e BMS është të ekuilibrojë paketën gjatë karikimit, duke garantuar që të gjitha qelizat të marrin një karikim të plotë pa ngarkuar shumë. Qelizat e një baterie LiFePO4 nuk do të ekuilibrohen automatikisht në fund të ciklit të karikimit. Ekzistojnë ndryshime të lehta në rezistencën e plotë përmes qelizave dhe kështu asnjë qelizë nuk është 100% identike. Prandaj, kur të ciklohen, disa qeliza do të ngarkohen ose shkarkohen plotësisht më herët se të tjerat. Varianca midis qelizave do të rritet ndjeshëm me kalimin e kohës nëse qelizat nuk janë të ekuilibruara.
Në bateritë me acid plumbi, rryma do të vazhdojë të rrjedhë edhe kur një ose më shumë nga qelizat janë plotësisht të karikuara. Ky është një rezultat që elektroliza po ndodh brenda baterisë, uji që ndahet në hidrogjen dhe oksigjen. Kjo rrymë ndihmon në ngarkimin e plotë të qelizave të tjera, duke ekuilibruar kështu natyrshëm ngarkesën në të gjitha qelizat. Sidoqoftë, një qelizë litiumi e ngarkuar plotësisht do të ketë një rezistencë shumë të lartë dhe shumë pak rrymë do të rrjedhë. Qelizat e prapambetura nuk do të ngarkohen plotësisht. Gjatë balancimit BMS do të aplikojë një ngarkesë të vogël në qelizat plotësisht të ngarkuara, duke parandaluar atë nga mbingarkesa dhe duke lejuar që qelizat e tjera të arrijnë.
Bateritë litium ofrojnë shumë përfitime mbi kimikatet e tjera të baterive. Ato janë një zgjidhje e sigurt dhe e besueshme e baterisë, pa frikë nga ikja termike dhe / ose shkatërrimi katastrofik, i cili është një mundësi e konsiderueshme nga llojet e tjera të baterisë së litiumit. Këto bateri ofrojnë jetë me cikël jashtëzakonisht të gjatë, me disa prodhues madje që garantojnë bateri deri në 10,000 cikle. Me shpejtësi të lartë shkarkimi dhe rimbushjeje lart C / 2 të vazhdueshëm dhe një efikasitet vajtje-ardhje deri në 98%, nuk është çudi që këto bateri po tërheqin tërheqjen brenda industrisë. Fosfati i hekurit të litiumit (LiFePO4) është një zgjidhje e përsosur për ruajtjen e energjisë.
Pagesë 100% e sigurt
