Lithium-batterier adskiller sig fra andre batterikemikalier på grund af deres høje energitæthed og lave omkostninger pr. Cyklus. Imidlertid er "lithiumbatteri" et tvetydigt udtryk. Der er omkring seks almindelige kemier af lithiumbatterier, alle med deres egne unikke fordele og ulemper. Til anvendelser af vedvarende energi er den fremherskende kemi lithium jernfosfat (LiFePO4). Denne kemi har fremragende sikkerhed med stor termisk stabilitet, høje strømværdier, lang levetid og tolerance over for misbrug.
Lithium jernfosfat (LiFePO4) er en ekstremt stabil lithiumkemi sammenlignet med næsten alle andre lithium-kemier. Batteriet er samlet med et naturligt sikkert katodemateriale (jernfosfat). Sammenlignet med andre lithium-kemier fremmer jernfosfat en stærk molekylærbinding, der modstår ekstreme opladningsforhold, forlænger cyklustiden og opretholder kemisk integritet over mange cyklusser. Dette er, hvad der giver disse batterier deres store termiske stabilitet, lange levetid og tolerance over for misbrug. LiFePO4-batterier er ikke tilbøjelige til at blive overophedede, og de er heller ikke bortskaffet for 'termisk løbsk' og overophedes derfor ikke eller antænder ikke, når de udsættes for strenge fejlhåndtering eller barske miljøforhold.
I modsætning til oversvømmet blysyre og andre batterikemikalier udlufter ikke lithiumbatterier farlige gasser såsom brint og ilt. Der er heller ingen fare for eksponering for kaustiske elektrolytter som svovlsyre eller kaliumhydroxid. I de fleste tilfælde kan disse batterier opbevares i lukkede områder uden risiko for eksplosion, og et korrekt designet system bør ikke kræve aktiv køling eller udluftning.
Lithium-batterier er en samling, der består af mange celler, som blybatterier og mange andre batterityper. Blybatterier har en nominel spænding på 2V / celle, mens lithiumbatterier har en nominel spænding på 3,2V. Derfor, for at opnå et 12V batteri har du typisk fire celler forbundet i en serie. Dette vil gøre den nominelle spænding på en LiFePO4 12.8V. Otte celler, der er tilsluttet i en serie, danner et 24V batteri med en nominel spænding på 25,6V og seksten celler, der er forbundet i en serie, danner et 48V batteri med en nominel spænding på 51,2V. Disse spændinger fungerer meget godt sammen med dine typiske 12V-, 24V- og 48V-omformere.
Lithium-batterier bruges ofte til direkte udskiftning af bly-syrebatterier, fordi de har meget ens opladningsspændinger. Et LiFePO4-batteri med fire celler (12,8 V) har typisk en maks. Opladningsspænding mellem 14,4-14,6 V (afhængigt af producentens anbefalinger). Det unikke for et lithiumbatteri er, at de ikke har brug for en absorptionsopladning eller skal holdes i en konstant spændingstilstand i betydelige perioder. Når batteriet når den maksimale opladningsspænding, behøver det typisk ikke længere at oplades. LiFePO4-batteriernes afladningsegenskaber er også unikke. Under afladning opretholder lithiumbatterier en meget højere spænding, end bly-syrebatterier typisk ville være under belastning. Det er ikke ualmindeligt, at et litiumbatteri kun falder et par tiendedele volt fra en fuld opladning til 75% afladet. Dette kan gøre det vanskeligt at fortælle, hvor meget kapacitet der er brugt uden batteriovervågningsudstyr.
En væsentlig fordel ved lithium frem for blybatterier er, at de ikke lider af underskudscykling. I det væsentlige er dette, når batterierne ikke kan oplades fuldt ud, før de aflades igen den næste dag. Dette er et meget stort problem med bly-syrebatterier og kan fremme betydelig nedbrydning af plader, hvis de gentagne gange cykles på denne måde. LiFePO4-batterier behøver ikke være fuldt opladet regelmæssigt. Faktisk er det muligt at forbedre den samlede forventede levetid lidt med en let delvis opladning i stedet for en fuld opladning.
Effektivitet er en meget vigtig faktor ved design af solcelleanlæg. Rundturseffektiviteten (fra fuld til død og tilbage til fuld) for det gennemsnitlige blybatteri er ca. 80%. Andre kemikalier kan være endnu værre. Rund-og-retur-energieffektiviteten af et lithiumjernphosphatbatteri er opad 95-98%. Dette alene er en væsentlig forbedring for systemer, der er udsultet for solenergi om vinteren. Brændstofbesparelsen ved generatoropladning kan være enorm. Absorptionsopladningstrinnet for blybatterier er særligt ineffektivt, hvilket resulterer i virkningsgrader på 50% eller endnu mindre. I betragtning af, at lithiumbatterier ikke absorberes, kan opladningstiden fra helt afladet til fuldstændig være så lidt som to timer. Det er også vigtigt at bemærke, at et lithiumbatteri kan gennemgå en næsten fuldstændig afladning som klassificeret uden væsentlige bivirkninger. Det er dog vigtigt at sikre sig, at de enkelte celler ikke overudleder. Dette er det integrerede batteristyringssystem (BMS).
Sikkerheden og pålideligheden af lithiumbatterier er en stor bekymring, og derfor skal alle enheder have et integreret batteristyringssystem (BMS). BMS er et system, der overvåger, evaluerer, balancerer og beskytter celler mod at fungere uden for det "sikre driftsområde". BMS er en vigtig sikkerhedskomponent i et lithiumbatterisystem, der overvåger og beskytter cellerne i batteriet mod overstrøm, under / over spænding, under / over temperatur og mere. En LiFePO4-celle vil blive permanent beskadiget, hvis cellens spænding nogensinde falder til mindre end 2,5V, og den vil også blive permanent beskadiget, hvis cellens spænding stiger til mere end 4,2V. BMS overvåger hver celle og forhindrer beskadigelse af cellerne i tilfælde af under- / overspænding.
Et andet vigtigt ansvar for BMS er at afbalancere pakken under opladning, hvilket garanterer, at alle celler får fuld opladning uden overopladning. Cellerne i et LiFePO4-batteri balancerer ikke automatisk i slutningen af opladningscyklussen. Der er små variationer i impedansen gennem cellerne, og derfor er ingen celle 100% identisk. Derfor, når de cykles, vil nogle celler blive fuldt opladet eller afladet tidligere end andre. Variationen mellem celler vil stige betydeligt over tid, hvis cellerne ikke er afbalancerede.
I blybatterier fortsætter strømmen med at strømme, selv når en eller flere af cellerne er fuldt opladede. Dette er et resultat af elektrolysen, der finder sted i batteriet, hvor vandet splittes i brint og ilt. Denne strøm hjælper med at oplade andre celler fuldt ud og dermed afbalancere ladningen naturligt på alle celler. En fuldt opladet lithiumcelle vil dog have en meget høj modstand og meget lidt strøm vil strømme. De forsinkede celler vil derfor ikke blive fuldt opladet. Under afbalancering anvender BMS en lille belastning på de fuldt opladede celler, hvilket forhindrer det i at overoplade og tillader de andre celler at indhente.
Lithium-batterier giver mange fordele i forhold til andre batterikemikalier. De er en sikker og pålidelig batteriløsning uden frygt for termisk løbsk og / eller katastrofal nedbrydning, hvilket er en væsentlig mulighed fra andre typer lithiumbatterier. Disse batterier har ekstrem lang levetid, hvor nogle producenter endog garanterer batterier i op til 10.000 cyklusser. Med høje afladnings- og opladningshastigheder opad C / 2 kontinuerligt og en returretningseffektivitet på op til 98% er det ikke underligt, at disse batterier får trækkraft inden for branchen. Lithium Iron Phosphate (LiFePO4) er en perfekt løsning til energilagring.
100% sikker betaling
