Узнайте об основах литий-ионных батарей и о том, как они накапливают энергию. Прочитайте о материалах, используемых для их изготовления, сроке их службы и рисках. Вы также поймете стоимость этих батарей. Если вы рассматриваете возможность приобретения такого устройства для своего дома, вот некоторые моменты, которые необходимо знать.
Материалы, используемые в литий-ионных батареях
Литий-ионные батареи являются наиболее распространенной системой хранения энергии. Их применение варьируется от крошечных датчиков до крупных электромобилей. LIB состоит из трех основных компонентов: лития, углерода и серы. Исследовательское сообщество сосредоточено на поиске новых материалов, способных улучшить эксплуатационные характеристики и безопасность ЛИБ, а также улучшить его воздействие на окружающую среду.
Твердые электролиты включают керамическое стекло или литий-ионные проводящие кристаллы. Однако эти материалы имеют плохие низкотемпературные характеристики. Это объясняется тем, что подвижность лития в твердых телах гораздо ниже, чем в жидкостях. Для улучшения характеристик этих ячеек требуется специальное осаждение и температурная обработка. Кроме того, эти материалы являются дорогостоящими.
Кремний способен увеличить плотность энергии литий-ионных батарей. Его можно использовать в более высоких концентрациях. По сравнению с графитом, он может увеличить плотность энергии батареи на 30%.
Срок службы литий-ионных аккумуляторов
Срок службы литиевой аккумуляторной батареи — это количество циклов, которое батарея может совершить, прежде чем начнет терять емкость. Срок службы зависит от многих факторов, включая энергию, запасенную в батарее, состояние заряда и глубину разряда. Лучше всего полностью зарядить аккумулятор, прежде чем пытаться его разрядить.
Литий-ионные батареи имеют более длительный срок службы, чем свинцово-кислотные батареи, и могут быстро заряжаться. Эти преимущества позволяют компаниям дольше полагаться на энергию аккумуляторов, особенно если они работают в несколько смен одновременно. Эти батареи также не имеют эффекта памяти, поэтому их можно частично заряжать. Это продлевает срок службы батареи и сводит к минимуму риск перезарядки.
Риск
Литиевые аккумуляторы энергии представляют собой множество рисков для безопасности. Эти риски включают возможность пожара, взрыва и выделения токсичных газов. Успешная система управления аккумулятором должна включать меры по снижению и предотвращению этих опасных рисков. Например, пожарные должны быть приглашены на место происшествия для осмотра и оценки риска.
Существует множество способов снижения рисков, связанных с литий-ионными аккумуляторами энергии. Например, высококачественное производство минимизирует риски, связанные с внутренними короткими замыканиями. Внутреннее короткое замыкание может привести к возгоранию, резкому выхлопу и тепловому выходу из строя.
Стоимость
В настоящее время литиевые аккумуляторы энергии доступны в различных ценовых категориях. Наиболее часто используемые модели в бытовых и коммерческих солнечных батареях — литий-ионные и литий-полимерные. Хотя оба варианта имеют значительные преимущества, они не лишены издержек. Литий-ионные батареи относительно дороги в производстве и транспортировке, что ограничивает их использование для долгосрочного хранения.
Ограничение
Литий-ионные батареи имеют ряд ограничений. Во-первых, они не должны быть полностью разряжены или полностью заряжены. Вместо этого они должны работать на мощности от 20% до 80%. Это хороший компромисс для большинства случаев использования, но в некоторых случаях эти батареи могут перегреваться и преждевременно выходить из строя. Кроме того, эти батареи теряют энергию быстрее, чем обычные батареи, при перезарядке или полной разрядке.
Литий-ионные батареи также хрупкие и требуют наличия схемы защиты для ограничения максимального напряжения на элемент во время зарядки. Это также предотвращает слишком низкое напряжение батареи во время разряда. Схема также контролирует температуру и ограничивает максимальные токи разряда и заряда. Поэтому максимальный ток зарядки литий-ионных аккумуляторов ограничен 1 или 2C.
