Агонията по избор олово или литий; Блог на IBC SOLAR
В много разговори с клиенти въпросът за разликата между литиево-йонна и оловно-гел батерия възниква отново и отново. На първо място клиентът вижда разликата в цената и теглото. Но как работят двата вида батерии? Защо едното трае по-дълго от другото? Защо едното тежи повече от другото? Всички тези въпроси са разгледани по-подробно по-долу за тези, които се интересуват от технологиите.
Оловно-гел батерия
Оловният акумулатор се състои от устойчив на киселини корпус и две оловни плочи, които служат като положителен или отрицателен електрод. Освен това има пълнеж от 38 процента сярна киселина (H2SO4) като електролит. В оловните гел батерии, като тези, използвани в IBC SolStore Pb Home, сярната киселина се свързва чрез добавяне на силициев диоксид и батерията е заключена. Това означава, че той е почти напълно необслужван, тъй като добавянето на вода вече не е необходимо или възможно.
В разредено или неутрално състояние слой от оловен (II) сулфат (PbSO4) се отлага върху двете електродни групи. При зареждане положителните електроди са направени от оловен (IV) оксид (PbO2), отрицателно поляризираните електроди са направени от фино разделен порест олово, известен също като оловна гъба.
Химичната реакция по време на процеса на зареждане и разреждане позволява електрическата енергия да се съхранява или освобождава.
Литиево-йонна батерия
В литиево-йонните батерии има литиеви атоми върху отрицателния електрод и йони на преходни метали върху положителния електрод. Електрическата енергия се съхранява, докато литийът в йонизирана форма се движи напред-назад през електролита между двата електрода. Оттук произлиза името на литиево-йонната батерия. За разлика от мигриращите литиеви йони, преходните метални йони (на фигура 3: кобалт) са неподвижни.
При разреждането литиевите атоми на отрицателния електрод отделят електрон, който преминава към положителния електрод през външната верига. В същото време същият брой литиеви йони мигрират през електролита от отрицателния към положителния електрод (фиг. 3). При положителния електрод обаче не литиевите йони отново поемат електрона, а по-скоро йоните на преходните метали, които присъстват там и са силно йонизирани в заредено състояние и следователно доста „жадни за електрон“. В зависимост от вида на батерията това могат да бъдат кобалт, никел, манган, железни йони и така нататък.
Изображение 2: Разряд на литиево-йонната батерия
Източник: Akkumulatorenfabrik MOLL Фигура 3: Зареждане на литиево-йонната батерия
Източник: фабрика за акумулатори MOLL
Химичната реакция по време на процеса на зареждане и разреждане позволява електрическата енергия да се съхранява или освобождава.
Литиево-йонните батерии се предлагат в различни материали:
продължителност на живота
Висококачествените оловни батерии, които се използват в системи за съхранение на слънчева енергия, могат с редовна поддръжка и добре контролирано зареждане и разреждане да постигнат много дълъг експлоатационен живот от около 10 години, преди да има значителен спад в производителността. Стареенето, а оттам и износването на оловната батерия се дължи главно на вътрешната корозия на електродите. Освен това винаги има фини къси съединения. Сулфатирането на оловото също кара кристалите PbSO4 да се съединяват, образувайки все по-големи връзки. Сулфатирането обаче може да бъде противодействано с помощта на правилните стратегии за зареждане и разреждане. Ето защо е важно за слънчевите системи за съхранение контролерът за зареждане и батериите да бъдат оптимално координирани като цялостна система.
При настоящите литиево-йонни батерии животът на цикъла определя колко дълго може да се използва батерията. Това зависи от вида и качеството на акумулатора, температурата и вида на употреба - по-специално хода на зареждане (разреждане), напрежението в края на зареждането и силата на токовете на зареждане и разреждане. Както при оловните гел батерии, правилната система за управление на батериите също е много важна за литиево-йонните батерии, за да се постигне желаният експлоатационен живот. Вече има клетки за специални приложения, които дори след няколко години употреба и няколко 000 цикъла на зареждане и разреждане губят само много малка част от капацитета и производителността си.
Енергийната плътност на оловно-киселинните батерии е около 30 Wh/kg. Енергийната плътност на литиево-йонните батерии, от друга страна, е между 95 до 190 Wh/kg, т.е. коефициент от 3 до 6 по-висок от този на конвенционалната оловно-киселинна батерия. Това означава, че литиево-йонните батерии са значително по-леки от оловните батерии със същия капацитет.
В практическо сравнение: 4-те батерии на IBC SolStore Pb с общ номинален капацитет от 8 kWh тежат 300 килограма, а корпусът е 350 килограма. Батерийният блок (батерия, управление на батерията и корпус) на IBC SolStore Li (номинален капацитет 5 kWh) тежи 122 кг.
Всеки клиент решава коя батерия да използва. От една страна, има класическата оловно-гел батерия, която се е доказала в продължение на десетилетия и със сигурност ще продължи да формира имиджа на пазара на батерии през следващите няколко години. От друга страна, е новата литиево-йонна батерия, която използва различни електродни материали, за да накара потребителя да се колебае по отношение на надеждността и регулирането на опасните товари, както и изобилието от информация за нова технология, но която вече привлича ентусиасти от технологията на своя страна.
В обобщение може да се каже, че и двете технологии на батериите са много подходящи за максимално използване на собствено генерирана енергия от вашата собствена фотоволтаична система и за насърчаване на необходимостта от независимост по отношение на потреблението на електроенергия от потребителя.