Литијумске батерије се издвајају од осталих хемикалија због велике густине енергије и ниске цене по циклусу. Међутим, "литијумска батерија" је двосмислен израз. Постоји око шест уобичајених хемикалија литијумских батерија, све са својим јединственим предностима и недостацима. За примену обновљивих извора енергије, преовлађујућа хемија је литијум гвожђе фосфат (ЛиФеПО4). Ова хемија има одличну сигурност, са великом термичком стабилношћу, високим напонима струје, дугим веком трајања и толеранцијом на злоупотребу.
Литијум гвожђе фосфат (ЛиФеПО4) је изузетно стабилна хемија литијума у поређењу са скоро свим другим литијумским хемијским средствима. Батерија је састављена од природно сигурног катодног материјала (гвожђе фосфат). У поређењу са другим хемикалијама литијума, гвожђе фосфат промовише јаку молекуларну везу која издржава екстремне услове пуњења, продужава век циклуса и одржава хемијски интегритет током многих циклуса. То је оно што овим батеријама даје велику топлотну стабилност, дуг век трајања и толеранцију на злоупотребу. ЛиФеПО4 батерије нису склоне прегревању, нити су одложене „термичком отрцању“ и стога се не прегревају нити се пале ако су изложене ригорозном руковању или тешким условима околине.
За разлику од поплављене оловне киселине и других хемикалија батерија, литијумске батерије не испуштају опасне гасове попут водоника и кисеоника. Такође нема опасности од излагања каустичним електролитима, попут сумпорне киселине или калијум хидроксида. У већини случајева, ове батерије се могу складиштити у затвореним просторима без опасности од експлозије и правилно дизајниран систем не би требао захтијевати активно хлађење или одзрачивање.
Литијумске батерије су склоп састављен од многих ћелија, попут оловних батерија и многих других врста батерија. Оловне батерије имају номинални напон од 2 В/ћелији, док литијумске батерије имају номинални напон од 3,2 В. Стога, да бисте постигли 12В батерију, обично ћете имати четири ћелије повезане у низу. Ово ће учинити номинални напон ЛиФеПО4 12.8В. Осам ћелија повезаних у серију чине батерију од 24 В са номиналним напоном од 25,6 В, а шеснаест ћелија повезаних у серију чине батерију од 48 В са номиналним напоном од 51,2 В. Ови напони веома добро функционишу са вашим типичним 12В, 24В и 48В претварачима.
Литијумске батерије се често користе за директну замену оловних батерија јер имају веома сличан напон пуњења. Четвороћелијска ЛиФеПО4 батерија (12,8 В) обично ће имати максимални напон пуњења између 14,4-14,6 В (у зависности од препорука произвођача). Оно што је јединствено за литијумску батерију је то што им није потребно апсорпционо пуњење нити да се држе у стању константног напона дужи временски период. Обично, када батерија достигне максимални напон пуњења, више је није потребно пунити. Карактеристике пражњења ЛиФеПО4 батерија су такође јединствене. Литијумске батерије ће током пражњења одржавати много већи напон него што би оловне батерије обично биле под оптерећењем. Није неуобичајено да литијумска батерија падне само неколико десетина волта са пуног на 75% пражњења. Ово може отежати рећи колико је капацитета потрошено без опреме за надзор батерија.
Значајна предност литијумских акумулатора у односу на оловно-киселе батерије је та што не пате од циклуса дефицита. У суштини, то је када се батерије не могу потпуно напунити пре него што се следећег дана поново испразне. Ово је велики проблем са оловним батеријама и може изазвати значајну деградацију плоче ако се више пута на овај начин циклира. ЛиФеПО4 батерије не морају се редовно пунити у потпуности. У ствари, могуће је мало побољшати укупни животни век са лаганим делимичним пуњењем уместо пуним.
Ефикасност је веома важан фактор при пројектовању соларних електричних система. Ефикасност повратне вожње (од пуне до мртве и назад до пуне) просечне оловне батерије је око 80%. Друге хемије могу бити још горе. Повратна енергетска ефикасност литијум-гвожђе-фосфатне батерије је већа од 95-98%. Ово само по себи је значајно побољшање за системе који немају соларну енергију током зиме, а уштеда горива од пуњења генератора може бити огромна. Ступањ упијања оловних батерија посебно је неефикасан, што доводи до ефикасности од 50% или чак и мање. С обзиром да литијумске батерије не апсорбују пуњење, време пуњења од потпуно испражњеног до потпуно напуњеног може бити само два сата. Такође је важно напоменути да литијумска батерија може доживети скоро потпуно пражњење без значајних штетних ефеката. Важно је, међутим, побринути се да појединачне ћелије не прелазе пражњење. Ово је посао интегрисаног система за управљање батеријом (БМС).
Безбедност и поузданост литијумских батерија представљају велику бригу, па сви склопови треба да имају интегрисани систем за управљање батеријама (БМС). БМС је систем који надгледа, процењује, балансира и штити ћелије од рада изван „сигурног радног подручја“. БМС је битна безбедносна компонента система литијумских батерија, која надгледа и штити ћелије у батерији од прекомерне струје, под/пренапона, испод/преко температуре и више. Ћелија ЛиФеПО4 ће бити трајно оштећена ако напон ћелије икада падне на мање од 2,5 В, такође ће бити трајно оштећена ако се напон ћелије повећа на више од 4,2 В. БМС прати сваку ћелију и спречиће оштећење ћелија у случају под/пренапона.
Друга битна одговорност БМС -а је балансирање паковања током пуњења, гарантујући свим ћелијама да се потпуно напуне без прекомерног пуњења. Ћелије батерије ЛиФеПО4 неће се аутоматски балансирати на крају циклуса пуњења. Постоје мале варијације у импеданси кроз ћелије и стога ниједна ћелија није 100% идентична. Због тога ће се, када се циклира, неке ћелије потпуно напунити или испразнити раније од других. Варијанса између ћелија ће се временом значајно повећати ако ћелије нису избалансиране.
У оловним батеријама струја ће наставити да тече чак и када је једна или више ћелија потпуно напуњене. Ово је резултат електролизе која се одвија унутар батерије, а вода се цепа на водоник и кисеоник. Ова струја помаже да се потпуно напуне друге ћелије, чиме се природно уравнотежује наелектрисање свих ћелија. Међутим, потпуно напуњена литијумска ћелија имаће веома велики отпор и јако мала струја ће тећи. Ћелије које заостају стога неће бити потпуно напуњене. Током балансирања, БМС ће применити мало оптерећење на потпуно напуњене ћелије, спречавајући га од прекомерног пуњења и допуштајући осталим ћелијама да га достигну.
Литијумске батерије нуде многе предности у односу на остале хемикалије батерија. Они су сигурно и поуздано решење за батерије, без страха од термичког отргања и/или катастрофалног топљења, што је значајна могућност код других типова литијумских батерија. Ове батерије нуде изузетно дуг животни век, а неки произвођачи чак гарантују батерије до 10.000 циклуса. Уз високе стопе пражњења и пуњења више од Ц/2 непрекидно и повратну ефикасност до 98%, није ни чудо што ове батерије добијају на снази у индустрији. Литијум гвожђе фосфат (ЛиФеПО4) је савршено решење за складиштење енергије.
100% сигурно плаћање
