Литий-железо-фосфатные батареи | Производитель литий-ионных аккумуляторов | BSLBATT®
lifepo4-аккумулятор-технология

Что такое технология литиевых батарей?

Литиевые батареи отличаются от батарей другого химического состава из-за их высокой плотности энергии и низкой стоимости цикла. Однако «литиевая батарея» - термин неоднозначный. Существует около шести общих химических составов литиевых батарей, каждая из которых имеет свои уникальные преимущества и недостатки. Для возобновляемых источников энергии преобладающим химическим составом является Литий-фосфат железа (LiFePO4). Этот химический состав обладает превосходной безопасностью, высокой термической стабильностью, высокими номинальными токами, длительным сроком службы и устойчивостью к неправильному обращению.

Решения

Литий-фосфат железа (LiFePO4) является чрезвычайно стабильным химическим составом лития по сравнению почти со всеми другими химическими соединениями лития. Аккумуляторная батарея собрана из безопасного катодного материала (фосфата железа). По сравнению с другими химическими составами лития фосфат железа способствует прочной молекулярной связи, которая выдерживает экстремальные условия зарядки, продлевает срок службы и поддерживает химическую целостность в течение многих циклов. Это то, что придает этим батареям высокую термостойкость, длительный срок службы и устойчивость к неправильному обращению. LiFePO4 батареи не подвержены перегреву и не склонны к «тепловому выходу из строя» и, следовательно, не перегреваются и не воспламеняются при неправильном обращении или суровых условиях окружающей среды.

В отличие от свинцово-кислотных аккумуляторов и аккумуляторов другого химического состава, литиевые аккумуляторы не выделяют опасных газов, таких как водород и кислород. Также нет опасности воздействия едких электролитов, таких как серная кислота или гидроксид калия. В большинстве случаев эти батареи можно хранить в закрытых помещениях без риска взрыва, и правильно спроектированная система не требует активного охлаждения или вентиляции.

АККУМУЛЯТОРЫ LIFEPO4

Литиевые батареи представляют собой сборку, состоящую из множества ячеек, таких как свинцово-кислотные батареи и многие другие типы батарей. Свинцово-кислотные батареи имеют номинальное напряжение 2 В на элемент, а элементы литиевых аккумуляторов имеют номинальное напряжение 3.2 В. Следовательно, чтобы получить аккумулятор на 12 В, вы обычно будете иметь четыре последовательно соединенных элемента. Это сделает номинальное напряжение LiFePO4 12.8В. Восемь ячеек, соединенных последовательно, образуют Аккумуляторная батарея 24V с номинальным напряжением 25.6 В и шестнадцатью последовательно включенными элементами образуют Аккумуляторная батарея 48V с номинальным напряжением 51.2В. Эти напряжения очень хорошо работают с вашими типичными Инверторы 12В, 24В и 48В.

Литиевые батареи часто используются для прямой замены свинцово-кислотных аккумуляторов, потому что они имеют очень близкие зарядные напряжения. Четырехкамерный LiFePO4 аккумулятор (12.8 В), обычно имеет максимальное напряжение заряда в пределах 14.4-14.6 В (в зависимости от рекомендаций производителя). Уникальность литиевых батарей в том, что они не нуждаются в абсорбционном заряде или в поддержании постоянного напряжения в течение значительных периодов времени. Обычно, когда аккумулятор достигает максимального зарядного напряжения, его больше не нужно заряжать. Разрядные характеристики аккумуляторов LiFePO4 также уникальны. Во время разряда литиевые батареи будут поддерживать гораздо более высокое напряжение, чем свинцово-кислотные батареи обычно под нагрузкой. Литиевая батарея нередко теряет лишь несколько десятых вольта при полном заряде до 75% разряда. Это может затруднить определение того, какая емкость была использована без оборудования для мониторинга батареи.

ess аккумулятор

Существенным преимуществом литиевых аккумуляторов перед свинцово-кислотными аккумуляторами является то, что они не страдают от циклического дефицита. По сути, это когда батареи не могут быть полностью заряжены до того, как снова разрядятся на следующий день. Это очень большая проблема для свинцово-кислотных аккумуляторов, которая может вызвать значительную деградацию пластин при повторном циклировании таким образом. Аккумуляторы LiFePO4 не требуют регулярной полной зарядки. Фактически, можно немного увеличить общую продолжительность жизни с помощью небольшой частичной зарядки вместо полной.

Эффективность - очень важный фактор при проектировании солнечных электрических систем. КПД в обоих направлениях (от полного до разряженного и обратно в полный) средней свинцово-кислотной батареи составляет около 80%. Другая химия может быть еще хуже. Энергоэффективность литий-железо-фосфатной батареи в оба конца составляет более 95-98%. Одно это уже является значительным улучшением для систем, в которых зимой не хватает солнечной энергии, экономия топлива за счет зарядки генератора может быть огромной. Стадия абсорбционного заряда свинцово-кислотных аккумуляторов особенно неэффективна, в результате чего КПД составляет 50% или даже меньше. Учитывая, что литиевые батареи не поглощают заряд, время зарядки от полностью разряженного до полностью полного заряда может составлять всего два часа. Также важно отметить, что литиевая батарея может практически полностью разрядиться без значительных побочных эффектов. Однако важно убедиться, что отдельные элементы не перегружаются. Это работа интегрированного Система управления батареями (BMS).

Литий-ионный аккумулятор 24 в 250ач

Безопасность и надежность литиевых батарей - большая проблема, поэтому все сборки должны иметь интегрированный Система управления батареями (BMS). BMS - это система, которая отслеживает, оценивает, уравновешивает и защищает ячейки от работы за пределами «безопасной рабочей зоны». BMS является важным компонентом безопасности системы литиевых батарей, контролируя и защищая элементы внутри батареи от перегрузки по току, пониженного / повышенного напряжения, пониженной / повышенной температуры и т. Д. Элемент LiFePO4 будет безвозвратно поврежден, если напряжение элемента упадет до менее 2.5 В, он также будет безвозвратно поврежден, если напряжение элемента увеличится до более чем 4.2 В. BMS контролирует каждую ячейку и предотвращает повреждение ячеек в случае пониженного / повышенного напряжения.

Еще одна важная задача BMS - сбалансировать батарею во время зарядки, гарантируя, что все элементы будут полностью заряжены без перезарядки. Ячейки батареи LiFePO4 не будут автоматически сбалансированы в конце цикла зарядки. Есть небольшие вариации в импедансе ячеек, поэтому ни одна ячейка не идентична на 100%. Следовательно, при циклическом включении некоторые элементы будут полностью заряжены или разряжены раньше, чем другие. Разница между ячейками со временем значительно увеличится, если ячейки не сбалансированы.

In свинцово-кислотные батареи, ток будет продолжать течь, даже когда одна или несколько ячеек полностью заряжены. Это результат электролиз, происходящий внутри батареи, расщепление воды на водород и кислород. Этот ток помогает полностью зарядить другие ячейки, естественным образом уравновешивая заряд всех ячеек. Однако полностью заряженный литиевый элемент будет иметь очень высокое сопротивление и будет течь очень небольшой ток. Поэтому отстающие элементы не будут полностью заряжены. Во время балансировки BMS будет прикладывать небольшую нагрузку к полностью заряженным ячейкам, предотвращая перезарядку и позволяя другим ячейкам наверстать упущенное.

решения для хранения энергии

Литиевые батареи имеют много преимуществ по сравнению с батареями другого химического состава. Они представляют собой безопасное и надежное решение для аккумуляторов, не опасаясь теплового разгона и / или катастрофического расплавления, что является значительной вероятностью для других типов литиевых аккумуляторов. Эти батареи предлагают чрезвычайно длительный срок службы, причем некоторые производители даже гарантируют, что батареи выдерживают до 10,000 2 циклов. Благодаря высокой скорости разряда и перезарядки, превышающей C / 98 в непрерывном режиме, и КПД в оба конца до XNUMX%, неудивительно, что эти батареи набирают обороты в отрасли. Литий-фосфат железа (LiFePO4) является идеальным решение для хранения энергии.