Просмотры:0 Автор:Pедактор сайта Время публикации: 2024-03-27 Происхождение:Работает
Основной химический компонент
Высокая плотность энергии и низкая стоимость цикла литиевых батарей отличают их от других химических элементов.Существует около шести основных химических составов литиевых батарей, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки. Литий-железо-фосфат (LiFePO4) является основным химическим компонентом для применений, использующих возобновляемые источники энергии.Это химическое вещество обеспечивает увеличенный срок службы, высокие номинальные значения тока, высокую безопасность, отличную термическую стабильность и устойчивость к неправильному обращению.
В отличие от почти всех других химических соединений лития, фосфат лития-железа (LiFePO4) имеет очень стабильный химический состав лития.Фосфат железа, природный анодный материал, используется для изготовления батареи.Фосфат железа, в отличие от других химических соединений лития, способствует созданию прочных молекулярных связей, которые могут выдерживать суровые условия зарядки, увеличивать срок службы и сохранять химическую целостность на протяжении многих циклов.Благодаря этому литий-железо-фосфатные аккумуляторы обладают исключительной устойчивостью к неправильному обращению, длительным сроком службы и термической стабильностью.Поскольку элементы LiFePO4 не выходят из-под контроля и не перегреваются легко, они не будут гореть или перегреваться в суровых условиях окружающей среды или при неправильном обращении.
Литиевые батареи не выделяют вредных газов, таких как водород и кислород, и не создают риска воздействия едких электролитов, таких как гидроксид калия или серная кислота, в отличие от погружных свинцово-кислотных батарей и других химических элементов.Когда система сконструирована соответствующим образом, обычно нет необходимости в активном охлаждении или вентиляции, и эти батареи можно хранить в ограниченном пространстве без опасности взрыва.
Свинцово-кислотные аккумуляторы и многие другие виды батарей состоят из компонентов, называемых литиевыми батареями.Номинальное напряжение литиевых батарей составляет 3,2 В, а свинцово-кислотных — 2 В/ячейку.Поэтому четыре батареи часто соединяют последовательно, чтобы получить батарею на 12 В.В результате номинальное напряжение LiFePO4 составляет 12,8В.Аккумулятор 24 В с номинальным напряжением 25,6 В образуется путем последовательного соединения 8 ячеек, а аккумулятор 48 В с номинальным напряжением 51,2 В образуется путем последовательного соединения 16 ячеек.
Поскольку литиевые и свинцово-кислотные батареи имеют практически одинаковое зарядное напряжение, литиевые батареи часто используются в качестве замены свинцово-кислотных батарей.Четырехэлементная батарея LiFePO4 с максимальным зарядным напряжением 12,8 В обычно имеет диапазон 14,4–14,6 В, в зависимости от конкретных критериев, установленных производителем.Поскольку их не нужно заряжать или держать под постоянным напряжением в течение длительного периода времени, литиевые батареи являются особенными.Обычно зарядка аккумулятора не требуется, когда аккумулятор достигает максимального зарядного напряжения.Литий-железо-фосфатные аккумуляторы (LiFePO4) также обладают особыми разрядными свойствами.Литиевые батареи обычно сохраняют большее напряжение во время разрядки, чем свинцово-кислотные батареи под нагрузкой.
Отсутствие неадекватной циклической работы является основным преимуществом технологии литиевых батарей по сравнению с технологией свинцово-кислотных батарей.В этом случае аккумулятор не может быть полностью заряжен до тех пор, пока на следующий день он снова не разрядится.Это серьезная проблема для свинцово-кислотных аккумуляторов, поскольку повторные циклы такого рода могут серьезно повредить пластины.Батареи, изготовленные на основе литий-железо-фосфата (LiFePO4), не требуют частой полной зарядки.Практически говоря, небольшая частичная зарядка, а не полная зарядка, может продлить срок службы батареи в целом.
Эффективность технологии литиевых батарей является важнейшим фактором в солнечная энергетическая система дизайн.Типичная свинцово-кислотная батарея имеет КПД туда и обратно около 80% (от полного до полного разряда).Других веществ могло быть меньше.Батареи, изготовленные из литий-железо-фосфата, имеют энергоэффективность в обоих направлениях 95–98%.Для системы без солнечной энергии зимой это само по себе является значительным улучшением, а экономия топлива за счет зарядки генератора является существенной.Свинцово-кислотные аккумуляторы имеют особенно низкую эффективность на этапе абсорбционной зарядки: КПД составляет 50% или менее.Поскольку литиевые батареи не поглощают заряд, полностью зарядить батарею можно всего за два часа после полной разрядки.Почти вся номинальная емкость литиевой батареи может быть исчерпана без причинения какого-либо заметного вреда.
Даже если одна или несколько свинцово-кислотных батарей полностью заряжены, через них все равно будет течь ток.Это результат расщепления воды на водород и кислород в процессе электролиза, происходящего внутри батареи.Автоматически балансируя заряд всех батарей, этот ток помогает полностью зарядить другие батареи.Однако полностью заряженная литиевая батарея будет пропускать относительно мало электроэнергии из-за своего высокого сопротивления.Это означает, что прицепной аккумулятор заряжен не полностью.Чтобы предотвратить перезарядку полностью заряженной батареи и дать время другим батареям наверстать упущенное, система управления батареями (BMS) балансирует батарею, прикладывая к ней небольшую нагрузку.
Использование технологии литиевых батарей имеет несколько преимуществ по сравнению с батареями других химических составов.Это надежный и безопасный вариант батареи без риска катастрофического расплавления или выхода из-под перегрева, что является серьезной проблемой для других типов литиевых батарей.Некоторые производители даже обещают, что батарею можно перезаряжать до 3000 раз.Эти батареи имеют очень длительный срок службы.Неудивительно, что литий-железо-фосфатные аккумуляторы (LiFePO4) становятся все более популярными на рынке, учитывая их исключительный КПД в обоих направлениях (98%) и скорость непрерывной разрядки и заряда до C/2.Эти батареи идеально подходят для хранения энергии.
