Litija baterijas atšķiras no citām bateriju ķīmiskām vielām to augstā enerģijas blīvuma un zemo cikla izmaksu dēļ. Tomēr "litija akumulators" ir neskaidrs termins. Ir apmēram sešas litija bateriju ķīmiskās vielas, kurām visām ir savas unikālās priekšrocības un trūkumi. Atjaunojamās enerģijas pielietojumos dominējošā ķīmija ir litija dzelzs fosfāts (LiFePO4). Šai ķīmijai ir lieliska drošība, ar lielu termisko stabilitāti, augstiem strāvas rādītājiem, ilgu kalpošanas laiku un toleranci pret ļaunprātīgu izmantošanu.
Litija dzelzs fosfāts (LiFePO4) ir ārkārtīgi stabila litija ķīmija, salīdzinot ar gandrīz visām pārējām litija ķīmijām. Akumulators ir samontēts ar dabiski drošu katoda materiālu (dzelzs fosfātu). Salīdzinot ar citām litija ķīmijām, dzelzs fosfāts veicina spēcīgu molekulāro saiti, kas iztur ekstremālos uzlādes apstākļus, pagarina cikla mūžu un saglabā ķīmisko integritāti daudzos ciklos. Tas šīm baterijām nodrošina lielisku termisko stabilitāti, ilgu kalpošanas laiku un toleranci pret ļaunprātīgu izmantošanu. LiFePO4 baterijas nav pakļautas pārkaršanai, kā arī tās nav pakļautas “termiskai pārbēgšanai”, un tādēļ tās nepārkarst un neaizdegas, pakļaujot stingrai nepareizai apstrādei vai skarbos vides apstākļos.
Atšķirībā no applūstošās svina skābes un citām ķīmiskām baterijām, litija baterijas neizdala bīstamas gāzes, piemēram, ūdeņradi un skābekli. Nav arī briesmas pakļaut kodīgajiem elektrolītiem, piemēram, sērskābi vai kālija hidroksīdu. Vairumā gadījumu šīs baterijas var uzglabāt slēgtās vietās bez eksplozijas riska, un pareizi projektētai sistēmai nevajadzētu prasīt aktīvu dzesēšanu vai ventilāciju.
Litija baterijas ir mezgls, kas sastāv no daudzām šūnām, piemēram, svina-skābes akumulatoriem un daudziem citiem akumulatoru veidiem. Svina skābes bateriju nominālais spriegums ir 2 V / šūna, bet litija bateriju elementiem - 3,2 V. Tāpēc, lai sasniegtu 12 V akumulatoru, jums parasti ir četras šūnas, kas savienotas virknē. Tas LiFePO4 nominālo spriegumu padarīs par 12,8 V. Astoņas sērijveidā savienotas šūnas veido 24 V akumulatoru ar nominālo spriegumu 25,6 V, un sešpadsmit šūnas, kas savienotas virknē, veido 48 V akumulatoru ar nominālo spriegumu 51,2 V. Šie spriegumi ļoti labi darbojas ar tipiskajiem 12V, 24V un 48V invertoriem.
Litija akumulatorus bieži izmanto, lai tieši aizstātu svina-skābes akumulatorus, jo tiem ir ļoti līdzīgs uzlādes spriegums. Četru šūnu LiFePO4 akumulatoram (12,8 V) maksimālais uzlādes spriegums parasti ir no 14,4 līdz 14,6 V (atkarībā no ražotāja ieteikumiem). Litija akumulatoram ir unikāli tas, ka tiem nav nepieciešama absorbcijas lādiņa vai tie ilgstoši jāuztur nemainīgā sprieguma stāvoklī. Parasti, kad akumulators sasniedz maksimālo uzlādes spriegumu, tas vairs nav jāuzlādē. Arī LiFePO4 akumulatoru izlādes īpašības ir unikālas. Izlādes laikā litija baterijas uzturēs daudz lielāku spriegumu nekā svina-skābes akumulatori, kas parasti būtu zem slodzes. Nereti litija akumulators no pilnas uzlādes līdz pat 75% izlādējas tikai dažas volta desmitdaļas. Tas var apgrūtināt, cik liela jauda ir izmantota bez akumulatora uzraudzības aprīkojuma.
Būtiska litija priekšrocība salīdzinājumā ar svina-skābes akumulatoriem ir tā, ka tās necieš no deficīta riteņbraukšanas. Būtībā tas ir tad, kad baterijas nevar pilnībā uzlādēt, pirms nākamajā dienā tās atkal tiek izlādētas. Tā ir ļoti liela problēma ar svina-skābes akumulatoriem, un, atkārtoti šādā veidā pārvietojoties, tā var izraisīt ievērojamu plāksnes noārdīšanos. LiFePO4 baterijas nav regulāri jāuzlādē. Patiesībā ir iespējams nedaudz uzlabot kopējo dzīves ilgumu ar nelielu daļēju uzlādi, nevis pilnu uzlādi.
Projektējot saules elektriskās sistēmas, efektivitāte ir ļoti svarīgs faktors. Vidējā svina skābes akumulatora efektivitāte turp un atpakaļ (no pilnas līdz beigtai un atpakaļ līdz pilnai) ir aptuveni 80%. Citas ķīmijas var būt vēl sliktākas. Litija dzelzs fosfāta akumulatora energoefektivitāte turp un atpakaļ ir par 95-98%. Tas vien ir ievērojams uzlabojums tām sistēmām, kuras ziemā izsalcis saules enerģija. Degvielas ietaupījums no ģeneratora uzlādes var būt milzīgs. Svina-skābes akumulatoru absorbcijas uzlādes pakāpe ir īpaši neefektīva, kā rezultātā efektivitāte ir 50% vai pat mazāka. Ņemot vērā, ka litija baterijas neuzņem lādiņu, uzlādes laiks no pilnībā izlādēta līdz pilnīgai var būt pat divas stundas. Ir arī svarīgi atzīmēt, ka litija akumulatoram var būt gandrīz pilnīga izlāde, kā tas ir novērtēts, bez būtiskas negatīvas ietekmes. Tomēr ir svarīgi pārliecināties, ka atsevišķas šūnas nepārsniedz izlādi. Tas ir integrētās akumulatora vadības sistēmas (BMS) uzdevums.
Lielas bažas rada litija bateriju drošība un uzticamība, tāpēc visiem mezgliem jābūt integrētai akumulatoru vadības sistēmai (BMS). BMS ir sistēma, kas uzrauga, novērtē, līdzsvaro un aizsargā šūnas no darbības ārpus "Drošas darbības zonas". BMS ir būtiska litija akumulatoru sistēmas drošības sastāvdaļa, kas uzrauga un aizsargā akumulatorā esošās šūnas pret pārmērīgu strāvu, nepietiekamu / pārspriegumu, zemu / pārmērīgu temperatūru un daudz ko citu. LiFePO4 šūna tiks neatgriezeniski bojāta, ja šūnas spriegums kādreiz samazināsies līdz mazāk nekā 2,5 V, tas arī tiks neatgriezeniski bojāts, ja šūnas spriegums palielināsies līdz vairāk nekā 4,2 V. BMS uzrauga katru šūnu un novērsīs šūnu bojājumus nepietiekama / pārsprieguma gadījumā.
Vēl viena būtiska BMS atbildība ir līdzsvarot iepakojumu uzlādes laikā, garantējot, ka visas šūnas saņem pilnu uzlādi bez pārmērīgas uzlādes. LiFePO4 akumulatora šūnas lādēšanas cikla beigās automātiski netiks līdzsvarotas. Caur šūnām ir nelielas pretestības variācijas, un tādējādi neviena šūna nav simtprocentīgi identiska. Tāpēc, pārvietojoties ciklā, dažas šūnas tiks pilnībā uzlādētas vai izlādētas agrāk nekā citas. Dispersija starp šūnām laika gaitā ievērojami palielināsies, ja šūnas nebūs līdzsvarotas.
Skābās svina baterijās strāva turpinās plūst pat tad, ja viena vai vairākas šūnas ir pilnībā uzlādētas. Tā rezultātā akumulatorā notiek elektrolīze, ūdenim sadaloties ūdeņradī un skābeklī. Šī strāva palīdz pilnībā uzlādēt citas šūnas, tādējādi dabiski līdzsvarojot visu šūnu lādiņu. Tomēr pilnībā uzlādētai litija šūnai būs ļoti augsta pretestība, un plūst ļoti maz strāvas. Tāpēc atpalikušās šūnas nebūs pilnībā uzlādētas. Balansēšanas laikā BMS pilnībā uzlādētajām šūnām piemēros nelielu slodzi, novēršot tās pārmērīgu uzlādi un ļaujot pārējām šūnām panākt.
Litija baterijas piedāvā daudz priekšrocību salīdzinājumā ar citām bateriju ķīmiskām vielām. Tie ir drošs un uzticams akumulatoru risinājums, nebaidoties no termiskas pārbēgšanas un / vai katastrofālas sabrukšanas, kas ir nozīmīga iespēja no citiem litija akumulatoru veidiem. Šīs baterijas piedāvā ļoti ilgu ciklu kalpošanas laiku, un daži ražotāji pat garantē, ka akumulatoriem ir līdz pat 10 000 ciklu. Ar augstu izlādes un uzlādes ātrumu uz augšu no nepārtrauktas C / 2 un efektivitātes turp un atpakaļ līdz 98%, nav brīnums, ka šīs baterijas nozarē iegūst vilces spēku. Litija dzelzs fosfāts (LiFePO4) ir ideāls enerģijas uzglabāšanas risinājums.
100% drošs maksājums
