Назад к списку

Як працюють літій-іонні АКБ та їх переваги перед свинцево-кислоними


З практики, фахівці нашої компанії виявили що, для використання в системах сонячних електростанцій найкаще підходять акумуляторні батареї літій-іонного типу. Вони мають більш тривалі цикли розряду і високу напругу системи, що дозволяє їм надійно працювати в 5 разів довше, звичайних, наприклад, свинцево-кислотних акумуляторів. Також в середньому термін роботи літій-іоних акумуляторів від 3000 до 6000 циклів, в тому разі як свинцево-кислотних всього 300-800 циклів заряду/розряду.


У чому ж секрет літій-іонних батарей?

Літій-іонним акумуляторам всього 50 років, вони вважаються досить новою технологією в індустрії зберігання енергії. Акумуляторна батарея має катод, анод, електроліт і сепаратор. Катод батареї зазвичай складається з комбінації літію та кисню. Анод батареї зазвичай складається з графіту, який відомий хорошою структурною стабільністю і низькою електрохімічною реакційною здатністю. Сепаратор в батареї зазвичай складається з поліолефіну, так як він володіє відмінними механічними властивостями, хорошою хімічною стабільністю і більш низькими витратами. Літій-іонний акумулятор працює за принципом електронно-іонного обміну, аналогічно більшості акумуляторів.


Розглянемо кілька існуючих акумуляторних технологій


1. Літій-кобальт-оксид (LCO). Одним з найбільш ранніх (в 1985 році) хімікатів для літій-іонних акумуляторів були батареї LCO. Вони володіли високою стабільною енергетичної ємністю, що дозволяло їх використовувати в складі ноутбуків, мобільних телефонах і т. д. Однак ці акумулятори мали більш високий термічний розгін, а це означало, що була велика ймовірність того, що акумулятор може вибухнути, якщо його пошкодити.


2. Літій-фосфат заліза (LFP). Розроблені в 1996 році батареї LFP показали хороші електрохімічні характеристики зі зниженим опором, чудовою безпекою і тривалим терміном служби, але більш низькою напругою, ніж інші літієві батареї. Їх чудова термічна стабільність і підвищена безпека дозволила використовувати акумулятори в системах, де було потрібно більш високе навантаження і витривалість, наприклад: електромобілі, сонячні фотоелектричні установки, ДБЖ.


3. Літій-нікель-марганцевий оксид кобальту (NMC). Одним з найбільш збалансованих літій-іонних акумуляторів є NMC. Співвідношення катодної комбінації, яке зазвичай становить одну третину нікелю, одну третину марганцю і одну третину кобальту, означає, що вартість сировини нижче, ніж у інших типів батарей. Їх застосовують в електромобілях, медичних приладах, промисловості і т. д.


Які є переваги у літій-іонних акумуляторів перед свинцево-кислотними


1. Легка вага і зручність перенесення. Менша вага літій-іонного акумулятора ймовірно, є одним з його основних переваг. В першу чергу це пов'язано з тим, що в якості основних компонентів в батареї використовується літій, який має як більш низьку щільність, так і найвищий електрохімічний потенціал.


2. Більш короткий час зарядки і висока швидкість доставки енергії. У порівнянні зі свинцево-кислотними акумуляторами час зарядки літій-іонного акумулятора може бути зменшено на 60%.


3. Більш тривалий термін служби. Однією з основних проблем при зберіганні є тривалість його використання. Відомо, що АКБ не використовують, якщо її ємність досягає 80% від її номінальної ємності. Типова свинцево-кислотна батарея працює від 300 до 800 циклів, що означає, що її необхідно замінювати кожні 1-2 роки. З іншого боку, літій-іонний акумулятор працює від 3000 до 6000 циклів, що майже в 5 разів більше.


4. Краща продуктивність в екстремальних кліматичних умовах. Порівнюючи батареї обох типів, доступна ємність літій-іонної батареї краще, ніж у свинцево-кислотної батареї при екстремальних температурах. Це прямо вказує на те, що літій-іонна батарея може використовуватися на набагато кращих рівнях у всіх діапазонах температур.

Вищевказані фактори прояснюють, що літій-іонна батарея (і її варіанти) має явний потенціал, що охоплює практично всі сфери застосування, в яких використовується свинцево-кислотна батарея. 


Вартість АКБ в 2019 році різко знизилася до приблизно 83% у порівнянні з ціною в 2010 році. Очікується, що в подальшому ця вартість скоротиться на 65% і залишиться на рівні близько 60 дол. / кВт-год до 2030 року. Таке зниження цін буде сприяти зростанню літій-іонних акумуляторів на ринку. Фахівці компанії ONLYSolar допоможуть підібрати якісні акумулятори для Вашої сонячної станції.