Bateri litium berbeza dengan kimia bateri lain kerana ketumpatan tenaga tinggi dan kos rendah setiap kitaran. Walau bagaimanapun, "bateri lithium" adalah istilah yang tidak jelas. Terdapat kira-kira enam kimia bateri lithium yang biasa, semuanya mempunyai kelebihan dan kekurangan tersendiri. Untuk aplikasi tenaga boleh diperbaharui, kimia utama adalah Lithium Iron Phosphate (LiFePO4). Kimia ini mempunyai keselamatan yang sangat baik, dengan kestabilan terma yang hebat, penilaian arus tinggi, jangka hayat jangka panjang, dan toleransi terhadap penyalahgunaan.
Besi Lithium Fosfat (LiFePO4) adalah kimia litium yang sangat stabil jika dibandingkan dengan hampir semua kimia litium lain. Bateri dipasang dengan bahan katod yang selamat secara semula jadi (besi fosfat). Berbanding dengan kimia litium lain, besi fosfat mendorong ikatan molekul yang kuat, yang menahan keadaan pengecasan yang melampau, memanjangkan hayat kitaran, dan mengekalkan integriti kimia selama banyak kitaran. Inilah yang memberi bateri ini kestabilan terma, jangka hayat kitaran panjang, dan toleransi terhadap penyalahgunaan. Bateri LiFePO4 tidak terdedah kepada pemanasan berlebihan, juga tidak dilupuskan kepada 'pelarian termal' dan oleh itu tidak terlalu panas atau menyala ketika mengalami kesalahan penanganan yang teruk atau keadaan persekitaran yang keras.
Tidak seperti asid plumbum dan kimia bateri lain, bateri Lithium tidak mengeluarkan gas berbahaya seperti hidrogen dan oksigen. Tidak ada bahaya terkena elektrolit kaustik seperti asid sulfurik atau kalium hidroksida. Dalam kebanyakan kes, bateri ini dapat disimpan di kawasan tertutup tanpa risiko letupan dan sistem yang dirancang dengan baik tidak memerlukan penyejukan atau pengudaraan aktif.
Bateri litium adalah unit yang terdiri daripada banyak sel, seperti bateri asid plumbum dan banyak jenis bateri lain. Bateri asid plumbum mempunyai voltan nominal 2V / sel, sedangkan sel bateri lithium mempunyai voltan nominal 3.2V. Oleh itu, untuk mencapai bateri 12V, anda biasanya mempunyai empat sel yang disambungkan secara bersiri. Ini akan menjadikan voltan nominal LiFePO4 12.8V. Lapan sel yang disambungkan dalam satu siri membuat bateri 24V dengan voltan nominal 25.6V dan enam belas sel yang disambungkan dalam satu siri menjadikan bateri 48V dengan voltan nominal 51.2V. Voltan ini berfungsi dengan baik dengan penyongsang 12V, 24V, dan 48V biasa anda.
Bateri litium sering digunakan untuk menggantikan bateri asid plumbum secara langsung kerana mempunyai voltan pengecasan yang sangat serupa. Bateri LiFePO4 empat sel (12.8V), biasanya akan mempunyai voltan cas maksimum antara 14.4-14.6V (bergantung kepada cadangan pengeluar). Apa yang unik bagi bateri litium ialah mereka tidak memerlukan cas penyerapan atau dipegang dalam keadaan voltan tetap untuk jangka masa yang ketara. Biasanya, apabila bateri mencapai voltan cas maksimum, ia tidak perlu lagi dicas. Ciri pelepasan bateri LiFePO4 juga unik. Semasa pelepasan, bateri litium akan mengekalkan voltan yang jauh lebih tinggi daripada bateri asid plumbum yang biasanya di bawah beban. Tidak jarang bateri litium hanya menurunkan beberapa persepuluh volt dari pengisian penuh hingga 75% habis. Ini menyukarkan untuk mengetahui berapa banyak kapasiti yang telah digunakan tanpa peralatan pemantauan bateri.
Kelebihan ketara litium daripada bateri asid plumbum adalah bahawa mereka tidak mengalami kekurangan kitaran. Pada dasarnya, ini adalah ketika bateri tidak dapat dicas sepenuhnya sebelum habis semula pada keesokan harinya. Ini adalah masalah yang sangat besar dengan bateri asid plumbum dan boleh menyebabkan penurunan plat yang ketara jika berulang kali dikitar dengan cara ini. Bateri LiFePO4 tidak perlu dicas sepenuhnya secara berkala. Sebenarnya, boleh meningkatkan jangka hayat keseluruhan dengan sedikit cas separa dan bukannya cas penuh.
Kecekapan adalah faktor yang sangat penting semasa merancang sistem elektrik solar. Kecekapan berulang-ulang (dari penuh hingga mati dan kembali ke penuh) bateri asid plumbum purata adalah sekitar 80%. Kimia lain boleh menjadi lebih teruk lagi. Kecekapan tenaga pergi balik bateri Lithium Iron Phosphate adalah lebih tinggi 95-98%. Ini sahaja merupakan peningkatan yang ketara bagi sistem yang kelaparan tenaga suria semasa musim sejuk, penjimatan bahan bakar dari pengisian penjana boleh menjadi luar biasa. Tahap pengisian daya bateri asid plumbum sangat tidak efisien, menghasilkan kecekapan 50% atau bahkan kurang. Memandangkan bateri lithium tidak menyerap cas, masa pengecasan dari habis sepenuhnya hingga sepenuhnya penuh boleh sesedikit dua jam. Penting juga untuk diperhatikan bahawa bateri litium dapat mengalami pelepasan yang hampir lengkap seperti dinilai tanpa kesan buruk yang ketara. Walau bagaimanapun, penting untuk memastikan sel-sel individu tidak berlebihan. Ini adalah tugas Sistem Pengurusan Bateri (BMS) bersepadu.
Keselamatan dan kebolehpercayaan bateri litium menjadi perhatian besar, oleh itu semua unit harus mempunyai Sistem Pengurusan Bateri (BMS) bersepadu. BMS adalah sistem yang memantau, menilai, menyeimbangkan, dan melindungi sel daripada beroperasi di luar "Kawasan Operasi Selamat". BMS adalah komponen keselamatan penting dalam sistem bateri litium, memantau dan melindungi sel-sel di dalam bateri daripada arus, voltan bawah / lebihan, suhu bawah / lebih dan banyak lagi. Sel LiFePO4 akan rosak selamanya jika voltan sel turun kurang dari 2.5V, sel LiFePO4 akan mengalami kerosakan selamanya jika voltan sel meningkat menjadi lebih daripada 4.2V. BMS memantau setiap sel dan akan mencegah kerosakan sel sekiranya berlaku voltan bawah / lebih.
Tanggungjawab penting lain BMS adalah mengimbangkan pek semasa pengisian, menjamin semua sel mendapat cas penuh tanpa pengecasan berlebihan. Sel bateri LiFePO4 tidak akan seimbang secara automatik pada akhir kitaran pengisian. Terdapat sedikit variasi dalam impedansi melalui sel dan oleh itu tidak ada sel yang sama 100%. Oleh itu, apabila dikitar, beberapa sel akan diisi penuh atau habis lebih awal daripada yang lain. Varians antara sel akan meningkat dengan ketara dari masa ke masa sekiranya sel tidak seimbang.
Dalam bateri asid plumbum, arus akan terus mengalir walaupun satu atau lebih sel diisi penuh. Ini adalah hasil elektrolisis yang berlaku di dalam bateri, air terbelah menjadi hidrogen dan oksigen. Arus ini membantu mengecas sepenuhnya sel lain, sehingga secara semula jadi mengimbangi cas pada semua sel. Walau bagaimanapun, sel litium yang terisi penuh akan mempunyai rintangan yang sangat tinggi dan arus yang sangat sedikit akan mengalir. Oleh itu sel-sel yang ketinggalan tidak akan dicas sepenuhnya. Semasa mengimbangkan BMS akan memberikan beban kecil ke sel yang diisi penuh, menghalangnya dari pengisian yang berlebihan dan membiarkan sel lain menyusul.
Bateri Lithium menawarkan banyak kelebihan berbanding kimia bateri lain. Mereka adalah penyelesaian bateri yang selamat dan boleh dipercayai, tanpa rasa takut akan pelarian terma dan / atau kehancuran bencana, yang merupakan kemungkinan besar dari jenis bateri litium lain. Bateri ini menawarkan jangka hayat kitaran yang sangat lama, dengan beberapa pengeluar bahkan memerlukan bateri sehingga 10,000 kitaran. Dengan kadar pelepasan dan pengisian semula yang tinggi sehingga C / 2 berterusan dan kecekapan perjalanan pergi balik hingga 98%, tidak hairanlah bateri ini mendapat daya tarikan dalam industri. Lithium Iron Phosphate (LiFePO4) adalah penyelesaian penyimpanan tenaga yang sempurna.
Pembayaran selamat 100%
