Літієві акумулятори відрізняються від інших хімічних сполук акумуляторів завдяки своїй високій щільності енергії та низькій вартості за цикл. Однак «літієва батарея» - неоднозначний термін. Існує близько шести поширених хімічних складів літієвих акумуляторів, всі вони мають свої унікальні переваги та недоліки. Для застосування відновлюваних джерел енергії переважною хімією є фосфат заліза літію (LiFePO4). Ця хімія має чудову безпеку, з високою термічною стабільністю, високими показниками струму, тривалим терміном служби та стійкістю до зловживань.
Фосфат заліза літію (LiFePO4) є надзвичайно стабільною хімією літію порівняно майже з усіма іншими хіміями літію. Акумулятор зібраний з природного безпечного катодного матеріалу (фосфату заліза). Порівняно з іншими хіміями літію, фосфат заліза сприяє міцному молекулярному зв’язку, який витримує екстремальні умови зарядки, продовжує термін служби циклу та зберігає хімічну цілісність протягом багатьох циклів. Це те, що дає цим батареям чудову термічну стабільність, тривалий термін служби та стійкість до зловживань. Акумулятори LiFePO4 не схильні до перегріву, вони також не піддаються «термічному витіканню», а тому не перегріваються і не займаються під впливом жорсткого поводження або суворих умов навколишнього середовища.
На відміну від затопленої свинцевої кислоти та інших хімічних речовин акумуляторів, літієві батареї не виділяють небезпечних газів, таких як водень та кисень. Також немає небезпеки впливу їдких електролітів, таких як сірчана кислота або гідроксид калію. У більшості випадків ці акумулятори можна зберігати в обмежених зонах без ризику вибуху, і належним чином розроблена система не повинна вимагати активного охолодження або вентиляції.
Літієві батареї-це збірка, що складається з багатьох елементів, таких як свинцево-кислотні батареї та багато інших типів батарей. Свинцево -кислотні акумулятори мають номінальну напругу 2 В/елемент, тоді як літієві акумуляторні батареї мають номінальну напругу 3,2 В. Тому, щоб отримати акумулятор на 12 В, зазвичай у вас є чотири осередки, з'єднані послідовно. Це зробить номінальну напругу LiFePO4 12,8 В. Вісім осередків, з'єднаних послідовно, роблять акумулятор 24 В з номінальною напругою 25,6 В, а шістнадцять осередків, з'єднаних послідовно, - акумулятор 48 В з номінальною напругою 51,2 В. Ці напруги дуже добре працюють з типовими інверторами 12В, 24В та 48В.
Літієві акумулятори часто використовуються для прямої заміни свинцево-кислотних батарей, оскільки вони мають дуже схожу зарядну напругу. Чотири елементна батарея LiFePO4 (12,8 В), як правило, матиме максимальну напругу заряду між 14,4-14,6 В (залежно від рекомендацій виробника). Унікальним для літієвих акумуляторів є те, що вони не потребують поглинального заряду або утримуються в стані постійної напруги протягом значних періодів часу. Як правило, коли акумулятор досягає максимальної напруги заряду, його більше не потрібно заряджати. Характеристики розряду батарей LiFePO4 також унікальні. Під час розряду літієві акумулятори будуть підтримувати набагато вищу напругу, ніж зазвичай свинцево-кислотні акумулятори під навантаженням. Нерідкі випадки, коли літієва батарея падає лише на кілька десятих вольта від повного заряду до 75% розрядженого. Це може ускладнити визначення того, скільки ємності було використано без обладнання для моніторингу акумулятора.
Значною перевагою літію перед свинцево-кислотними акумуляторами є те, що вони не страждають від дефіциту циклу. По суті, це коли акумулятори не можна повністю зарядити, перш ніж знову розрядити наступного дня. Це дуже велика проблема зі свинцево-кислотними акумуляторами, і вона може сприяти значній деградації пластин, якщо повторювати їх таким чином. LiFePO4 акумулятори не потрібно регулярно повністю заряджати. Насправді, можна трохи покращити загальну тривалість життя за допомогою невеликої часткової зарядки замість повної зарядки.
Ефективність є дуже важливим фактором при проектуванні сонячних електричних систем. Коефіцієнт корисної дії (від повного до мертвого і до повного) середньої свинцево-кислотної батареї становить близько 80%. Інша хімія може бути ще гіршою. Енергоефективність літій-заліза-фосфатної батареї в обидва кінці становить 95-98%. Лише це є значним поліпшенням для систем, які зимою втрачають сонячну енергію, економія палива від зарядки генератора може бути колосальною. Ступінь поглинання заряду свинцево-кислотних акумуляторів особливо неефективна, що призводить до ефективності 50% або навіть менше. Враховуючи, що літієві акумулятори не поглинають заряд, час заряду від повністю розрядженого до повного може становити всього дві години. Важливо також зазначити, що літієва батарея може майже повністю розрядитися, не зазнаючи значних негативних наслідків. Однак важливо стежити, щоб окремі клітини не надмірно виділялися. Це завдання інтегрованої системи управління акумуляторами (BMS).
Безпека та надійність літієвих батарей викликають велику занепокоєння, тому всі збірки повинні мати вбудовану систему управління акумуляторами (BMS). BMS - це система, яка відстежує, оцінює, балансує та захищає клітини від роботи поза межами "зони безпечної роботи". BMS є невід'ємним компонентом безпеки літієвої акумуляторної системи, що відстежує та захищає осередки в акумуляторі від перевантаження струмом, перенапруженням, перенапруженням, перегріванням/перевищенням температури тощо. Осередок LiFePO4 буде остаточно пошкоджений, якщо напруга осередку коли -небудь знизиться до менш ніж 2,5 В, воно також буде остаточно пошкоджено, якщо напруга елемента зросте до більш ніж 4,2 В. BMS контролює кожну комірку і запобігає пошкодженню осередків у разі перенапруги під/під напругою.
Ще одна суттєва відповідальність BMS - збалансувати пакет під час зарядки, гарантуючи, що всі осередки отримають повну зарядку без надмірної зарядки. Осередки акумулятора LiFePO4 не будуть автоматично балансувати в кінці циклу зарядки. Існують невеликі відмінності в опорі осередків, тому жодна клітина не є на 100% ідентичною. Тому під час циклу деякі клітини будуть повністю заряджені або розряджені раніше, ніж інші. Дисперсія між клітинами з часом значно зросте, якщо клітини не збалансовані.
У свинцево-кислотних акумуляторах струм буде продовжувати надходити навіть тоді, коли одна або кілька елементів повністю заряджені. Це результат електролізу, що відбувається в батареї, вода розщеплюється на водень і кисень. Цей струм допомагає повністю зарядити інші клітини, таким чином природним чином врівноважуючи заряд на всіх клітинах. Однак повністю заряджений літієвий елемент має дуже високий опір і тече дуже мало струму. Таким чином, відстаючі осередки не будуть повністю заряджені. Під час балансування BMS буде прикладати невелике навантаження до повністю заряджених елементів, запобігаючи його перезаряду та дозволяючи іншим клітинкам наздогнати.
Літієві батареї мають багато переваг перед іншими хімічними речовинами. Вони є безпечним і надійним рішенням для батарей, не боячись термічного вигорання та/або катастрофічного розпаду, що є значною можливістю для інших типів літієвих батарей. Ці батареї мають надзвичайно тривалий термін служби, а деякі виробники навіть гарантують батареї до 10000 циклів. Завдяки високій швидкості розрядки та підзарядки до рівня безперервного C/2 та ефективності в обидва боки до 98%, не дивно, що ці акумулятори набирають популярність у промисловості. Фосфат заліза літію (LiFePO4) - ідеальне рішення для накопичення енергії.
100% безпечний платіж
