Литиевите батерии се отличават от другите химикали за батерии поради своята висока енергийна плътност и ниска цена на цикъл. „Литиева батерия“ обаче е двусмислен термин. Има около шест често срещани химикали на литиеви батерии, всички със свои уникални предимства и недостатъци. За приложенията от възобновяема енергия преобладаващата химия е литиевият железен фосфат (LiFePO4). Тази химия има отлична безопасност, с голяма термична стабилност, висок ток, дълъг живот на цикъла и толерантност към злоупотреба.
Литиев железен фосфат (LiFePO4) е изключително стабилна литиева химия в сравнение с почти всички други литиеви химикали. Батерията е сглобена с естествено безопасен катоден материал (железен фосфат). В сравнение с други литиеви химикали, железният фосфат насърчава силна молекулярна връзка, която издържа на екстремни условия на зареждане, удължава живота на цикъла и поддържа химическата цялост в продължение на много цикли. Това е, което дава на тези батерии страхотна термична стабилност, дълъг живот на цикъла и толерантност към злоупотреба. LiFePO4 батериите не са склонни към прегряване, нито са изложени на „термично избягване“ и следователно не прегряват и не се запалват, когато са подложени на строги неправилни действия или тежки условия на околната среда.
За разлика от наводнените оловни киселини и други химикали на батерии, литиевите батерии не изпускат опасни газове като водород и кислород. Също така няма опасност от излагане на разяждащи електролити като сярна киселина или калиев хидроксид. В повечето случаи тези батерии могат да се съхраняват в затворени зони без риск от експлозия и правилно проектираната система не трябва да изисква активно охлаждане или обезвъздушаване.
Литиевите батерии са комплект, съставен от много клетки, като оловни батерии и много други видове батерии. Оловно-киселинните батерии имат номинално напрежение 2V / клетка, докато клетките на литиевите батерии имат номинално напрежение 3.2V. Следователно, за да постигнете 12V батерия, обикновено имате четири клетки, свързани последователно. Това ще направи номиналното напрежение на LiFePO4 12,8V. Осем клетки, свързани последователно, правят 24V батерия с номинално напрежение 25,6V, а шестнадесет клетки, свързани последователно, правят 48V батерия с номинално напрежение 51,2V. Тези напрежения работят много добре с вашите типични 12V, 24V и 48V инвертори.
Литиевите батерии често се използват за директна подмяна на оловно-киселинните батерии, тъй като имат много сходни зареждащи напрежения. Четириклетъчна LiFePO4 батерия (12.8V) обикновено има максимално напрежение на зареждане между 14.4-14.6V (в зависимост от препоръките на производителя). Уникалното за литиевата батерия е, че те не се нуждаят от абсорбционен заряд или за да се държат в състояние на постоянно напрежение за значителни периоди от време. Обикновено, когато батерията достигне максималното напрежение на зареждане, вече не е необходимо да се зарежда. Характеристиките на разреждане на LiFePO4 батериите също са уникални. По време на разреждането литиевите батерии ще поддържат много по-високо напрежение, отколкото оловно-киселинните батерии обикновено биха били под товар. Не е необичайно литиевата батерия да спадне само няколко десети от волта от пълно зареждане до 75% разредена. Това може да направи трудно да се каже колко капацитет е използван без оборудване за наблюдение на батерията.
Значително предимство на литиевите пред оловно-киселинните батерии е, че те не страдат от дефицит при колоездене. По същество това е, когато батериите не могат да бъдат напълно заредени, преди да бъдат разредени отново на следващия ден. Това е много голям проблем с оловно-киселинните батерии и може да доведе до значително влошаване на плочата, ако многократно се циклира по този начин. LiFePO4 батерии не е необходимо да се зарежда редовно напълно. Всъщност е възможно леко да се подобри продължителността на живота с леко частично зареждане вместо с пълно зареждане.
Ефективността е много важен фактор при проектирането на слънчеви електрически системи. Ефективността на двупосочното пътуване (от пълна до мъртва и обратно до пълна) на средната оловно-киселинна батерия е около 80%. Други химикали могат да бъдат дори по-лоши. Енергийната ефективност на двупосочната батерия на литиево-железен фосфат е над 95-98%. Това само по себе си е значително подобрение за системи, лишени от слънчева енергия през зимата, спестяванията на гориво от зареждане на генератора могат да бъдат огромни. Етапът на абсорбционния заряд на оловно-киселинните батерии е особено неефективен, което води до ефективност от 50% или дори по-малко. Като се има предвид, че литиевите батерии не се абсорбират, времето за зареждане от напълно разредено до пълно зареждане може да бъде само два часа. Също така е важно да се отбележи, че литиевата батерия може да претърпи почти пълно разреждане според номинала, без значителни неблагоприятни ефекти. Важно е обаче да се уверите, че отделните клетки не се претоварват. Това е работата на интегрираната система за управление на батерията (BMS).
Безопасността и надеждността на литиевите батерии е голяма грижа, поради което всички възли трябва да имат интегрирана система за управление на батериите (BMS). BMS е система, която наблюдава, оценява, балансира и предпазва клетките от работа извън "Безопасната операционна зона". BMS е съществен компонент за безопасност на литиева батерийна система, която наблюдава и защитава клетките в батерията срещу претоварване, под / над напрежение, под / над температура и др. LiFePO4 клетка ще бъде трайно повредена, ако напрежението на клетката някога падне до по-малко от 2.5V, тя също ще бъде трайно повредена, ако напрежението на клетката се увеличи до повече от 4.2V. BMS следи всяка клетка и ще предотврати повреда на клетките в случай на под / пренапрежение.
Друга съществена отговорност на BMS е да балансира пакета по време на зареждане, като гарантира, че всички клетки получават пълно зареждане, без презареждане. Клетките на LiFePO4 батерията няма да балансират автоматично в края на цикъла на зареждане. Има леки вариации в импеданса през клетките и по този начин никоя клетка не е 100% идентична. Следователно, когато се циклират, някои клетки ще бъдат напълно заредени или разредени по-рано от други. Разликата между клетките ще се увеличи значително с течение на времето, ако клетките не са балансирани.
В оловно-киселинните батерии токът ще продължи да тече дори когато една или повече от клетките са напълно заредени. Това е резултат от електролизата в батерията, водата се разделя на водород и кислород. Този ток помага за пълно зареждане на други клетки, като по този начин балансира заряда по всички клетки. Обаче напълно заредената литиева клетка ще има много голямо съпротивление и ще тече много малко ток. Следователно изоставащите клетки няма да бъдат напълно заредени. По време на балансирането BMS ще приложи малко натоварване към напълно заредените клетки, предотвратявайки презареждането му и позволявайки на останалите клетки да наваксат.
Литиевите батерии предлагат много предимства в сравнение с други химикали на батерии. Те са безопасно и надеждно решение за батерии, без страх от термично изтичане и / или катастрофално разпадане, което е значителна възможност от други типове литиеви батерии. Тези батерии предлагат изключително дълъг живот на цикъла, като някои производители дори гарантират батерии за до 10 000 цикъла. С високи нива на разреждане и презареждане над C / 2 непрекъснато и ефективност на двупосочно пътуване до 98%, не е чудно, че тези батерии придобиват все по-голяма сила в индустрията. Литиевият железен фосфат (LiFePO4) е перфектно решение за съхранение на енергия.
100% сигурно плащане
