باتری های لیتیوم به دلیل چگالی انرژی بالا و هزینه کم در هر سیکل ، از سایر مواد شیمیایی باتری جدا هستند. با این حال ، "باتری لیتیوم" اصطلاحی مبهم است. حدود شش ماده شیمیایی رایج باتری های لیتیوم وجود دارد که همگی دارای مزایا و معایب منحصر به فرد خود هستند. برای کاربردهای انرژی تجدیدپذیر ، شیمی غالب فسفات آهن لیتیوم (LiFePO4) است. این شیمی دارای ایمنی عالی ، دارای پایداری حرارتی عالی ، درجه بندی جریان بالا ، عمر با چرخه طولانی و تحمل سو abuse استفاده است.
فسفات آهن لیتیوم (LiFePO4) یک ماده شیمیایی بسیار پایدار لیتیوم است که تقریباً با سایر شیمی لیتیوم مقایسه شود. باتری با یک ماده کاتدی طبیعی (فسفات آهن) مونتاژ می شود. در مقایسه با سایر شیمی لیتیوم ، فسفات آهن یک پیوند مولکولی قوی ایجاد می کند ، که در برابر شرایط شارژ شدید مقاومت می کند ، عمر چرخه را طولانی می کند و یکپارچگی شیمیایی را در بسیاری از دوره ها حفظ می کند. این همان چیزی است که به این باتری ها ثبات حرارتی عالی ، طول عمر زیاد و تحمل سو abuse استفاده از آنها می بخشد. باتری های LiFePO4 مستعد گرمازدگی نیستند ، همچنین در معرض "فرار حرارتی" نیستند و بنابراین در معرض سو mis استفاده دقیق یا شرایط سخت محیطی ، بیش از حد گرم نمی شوند و یا مشتعل نمی شوند.
بر خلاف اسید سرب غرقاب و سایر مواد شیمیایی باتری ، باتری های لیتیوم گازهای خطرناکی مانند هیدروژن و اکسیژن را تخلیه نمی کنند. همچنین خطر قرار گرفتن در معرض الکترولیت های سوزاننده مانند اسید سولفوریک یا هیدروکسید پتاسیم وجود ندارد. در بیشتر موارد ، این باتری ها را می توان در مناطق محدود و بدون خطر انفجار ذخیره کرد و یک سیستم با طراحی صحیح نیازی به خنک کننده یا تخلیه فعال ندارد.
باتری های لیتیوم مجموعه ای متشکل از سلول های مختلف مانند باتری های اسید سرب و انواع باتری های دیگر است. باتری های اسید سرب ولتاژ اسمی 2 ولت در سلول دارند ، در حالی که سلول های باتری لیتیوم ولتاژ نامی 3.2 ولت دارند. بنابراین ، برای دستیابی به یک باتری 12 ولت ، شما معمولاً چهار سلول را به صورت سری وصل می کنید. این ولتاژ اسمی LiFePO4 12.8V را ایجاد می کند. هشت سلول متصل به یک سری باتری 24 ولت با ولتاژ اسمی 25.6 ولت و شانزده سلول متصل به صورت سری باتری 48 ولت با ولتاژ اسمی 51.2 ولت می سازند. این ولتاژها با اینورترهای معمولی 12 ولت ، 24 ولت و 48 ولت شما بسیار خوب کار می کنند.
از باتری های لیتیوم غالباً برای جایگزینی مستقیم باتری های اسید سرب استفاده می شود زیرا ولتاژ شارژ آنها بسیار مشابه است. یک باتری چهار سلولی LiFePO4 (12.8V) ، به طور معمول حداکثر ولتاژ شارژ بین 14.4-14.6V را دارد (بسته به توصیه های سازندگان). آنچه در مورد باتری لیتیوم منحصر به فرد است این است که آنها نیازی به شارژ جذبی ندارند یا برای مدت زمان قابل توجهی در حالت ولتاژ ثابت نگه داشته می شوند. به طور معمول ، وقتی باتری به حداکثر ولتاژ شارژ می رسد دیگر نیازی به شارژ ندارد. مشخصات تخلیه باتری های LiFePO4 نیز بی نظیر است. در هنگام تخلیه ، باتری های لیتیوم ولتاژ بسیار بالاتری نسبت به باتری های اسید سرب که معمولاً تحت بار هستند ، حفظ می کنند. غیر معمول نیست که یک باتری لیتیوم فقط چند دهم ولت را از شارژ کامل به 75 درصد تخلیه می کند. این می تواند تشخیص اینکه چه مقدار ظرفیت بدون تجهیزات نظارت بر باتری استفاده شده است دشوار باشد.
یک مزیت قابل توجه لیتیوم نسبت به باتری های اسید سرب این است که آنها از دوچرخه سواری کمبود رنج نمی برند. اساساً ، این زمانی است که نمی توان باتری ها را قبل از تخلیه روز دیگر دوباره شارژ کرد. این یک مشکل بسیار بزرگ در مورد باتری های اسید سرب است و در صورت تکرار مکرر با این روش ، می تواند باعث تخریب قابل توجه صفحه شود. باتری های LiFePO4 نیازی به شارژ کامل منظم ندارید. در حقیقت ، می توان با کمی شارژ جزئی به جای شارژ کامل ، امید به زندگی را کمی بهبود بخشید.
کارایی فاکتور بسیار مهمی در هنگام طراحی سیستم های الکتریکی خورشیدی است. بازده رفت و برگشت (از کامل به حالت مرده و برگشت به حالت کامل) باتری اسید سرب متوسط حدود 80٪ است. سایر شیمی ها ممکن است حتی بدتر باشند. بازده انرژی رفت و برگشت باتری لیتیوم آهن فسفات بالاتر از 95-98٪ است. این به تنهایی یک پیشرفت قابل توجه برای سیستم های گرسنگی خورشیدی در زمستان است ، صرفه جویی در سوخت حاصل از شارژ ژنراتور می تواند بسیار زیاد باشد. مرحله شارژ جذب باتری های اسید سرب به ویژه ناکارآمد است و در نتیجه کارایی 50٪ یا حتی کمتر است. با توجه به اینکه باتری های لیتیوم شارژ جذبی ندارند ، زمان شارژ از تخلیه کامل تا کاملا کامل می تواند به دو ساعت نرسد. همچنین مهم است که توجه داشته باشید که یک باتری لیتیوم بدون عوارض جانبی قابل توجهی تخلیه می شود. با این حال ، اطمینان از تخلیه بیش از حد سلولهای جداگانه مهم است. این وظیفه سیستم مدیریت باتری یکپارچه (BMS) است.
ایمنی و قابلیت اطمینان باتری های لیتیوم یک نگرانی بزرگ است ، بنابراین همه مجامع باید یک سیستم مدیریت باتری یکپارچه (BMS) داشته باشند. BMS سیستمی است که سلولها را از عملکرد خارج از "منطقه عملیاتی ایمن" کنترل ، ارزیابی ، تعادل و محافظت می کند. BMS یک جز safety ایمنی ضروری در سیستم باتری لیتیوم است ، که سلولهای درون باتری را در برابر جریان بیش از حد ، ولتاژ زیر / بیش از حد ، درجه حرارت زیر و بیش از حد محافظت می کند. اگر ولتاژ سلول به کمتر از 2.5 ولت کاهش یابد ، یک سلول LiFePO4 به طور دائمی آسیب می بیند ، همچنین اگر ولتاژ سلول به بیش از 4.2 ولت افزایش یابد ، برای همیشه آسیب می بیند. BMS هر سلول را کنترل می کند و از آسیب سلولها در مورد ولتاژ پایین یا بیش از حد جلوگیری می کند.
یکی دیگر از وظایف اساسی BMS متعادل نگه داشتن بسته در هنگام شارژ است ، این اطمینان را می دهد که تمام سلول ها بدون شارژ اضافی شارژ کامل می شوند. سلول های باتری LiFePO4 در پایان چرخه شارژ به طور خودکار تعادل نخواهند داشت. تغییرات کمی در امپدانس از طریق سلول ها وجود دارد و بنابراین هیچ سلول 100٪ یکسان نیست. بنابراین ، هنگام دوچرخه سواری ، برخی از سلول ها زودتر از دیگران به طور کامل شارژ یا تخلیه می شوند. اگر سلولها متعادل نباشند ، با گذشت زمان واریانس بین سلولها به طور قابل توجهی افزایش می یابد.
در باتری های اسید سرب ، جریان حتی در صورت شارژ کامل یک یا چند سلول همچنان ادامه خواهد داشت. این نتیجه ای است که الکترولیز درون باتری اتفاق می افتد ، آب به هیدروژن و اکسیژن تقسیم می شود. این جریان به شارژ کامل سلولهای دیگر کمک می کند ، بنابراین به طور طبیعی میزان شارژ روی همه سلول ها متعادل می شود. با این حال ، یک سلول لیتیوم کاملاً شارژ مقاومت بسیار بالایی خواهد داشت و جریان بسیار کمی جریان می یابد. سلولهای عقب مانده به طور کامل شارژ نمی شوند. در هنگام تعادل ، BMS بار كمی به سلولهای كاملاً شارژ شده وارد می كند و از شارژ بیش از حد آن جلوگیری می كند و به سلولهای دیگر اجازه می دهد تا جبران شوند.
باتری های لیتیوم مزایای بسیاری نسبت به سایر شیمی های باتری دارند. آنها یک راه حل امن و قابل اعتماد برای باتری هستند ، و هیچ ترسی از فرار حرارتی و / یا سقوط فاجعه بار ندارند ، که احتمال قابل توجهی از سایر باتری های لیتیوم است. این باتری ها چرخه فوق العاده طولانی دارند ، حتی برخی از تولیدکنندگان باتری را تا 10 هزار سیکل ضمانت می کنند. با دشارژ و شارژ بالای C / 2 مداوم و بازده رفت و برگشت تا 98٪ ، جای تعجب نیست که این باتری ها در صنعت جذب می شوند. فسفات آهن لیتیوم (LiFePO4) یک محلول مناسب برای ذخیره انرژی است.
پرداخت 100٪ مطمئن
