Μπαταρίες λιθίου για φωτοβολταικά 2022

Οι μπαταρίες λιθίου για φωτοβολταικά είναι ένας τύπος επαναφορτιζόμενων μπαταριών που χρησιμοποιούν γραφίτη ή άλλα υλικά άνθρακα ως αρνητικό ηλεκτρόδιο και ενώσεις που περιέχουν λίθιο ως θετικό ηλεκτρόδιο. Είναι ένας τύπος μπαταρίας που χρησιμοποιεί μέταλλο λιθίου ή κράμα λιθίου ως υλικό θετικού/αρνητικού ηλεκτροδίου και χρησιμοποιεί μη υδατικό διάλυμα ηλεκτρολύτη.

1. Η ανάπτυξη των μπαταριών λιθίου

Το 1981 εκδόθηκε το πρώτο δίπλωμα ευρεσιτεχνίας για μπαταρίες ιόντων λιθίου.

Το 1992, η SONY ξεκίνησε τη μαζική παραγωγή μπαταριών ιόντων λιθίου για μη στρατιωτική χρήση.

Το 1998 κυκλοφόρησε στην αγορά μεγάλος αριθμός τετραγωνικών μπαταριών ιόντων λιθίου, καταλαμβάνοντας μεγάλο μερίδιο της αγοράς.

Το 1999, η Κίνα ξεκίνησε τη μαζική παραγωγή μπαταριών ιόντων λιθίου.

Δεύτερον, η ταξινόμηση των μπαταριών λιθίου

1. Ταξινόμηση ανά σχήμα

Κυλινδρική μπαταρία λιθίου

Μπαταρίες λιθίου για φωτοβολταικά Οι κυλινδρικές μπαταρίες ιόντων λιθίου έχουν γενικά ένα 5ψήφιο όνομα μοντέλου. Τα δύο πρώτα ψηφία είναι η διάμετρος της μπαταρίας, τα μεσαία δύο ψηφία είναι το ύψος της μπαταρίας και το τελευταίο ψηφίο 0 αντιπροσωπεύει ένα κυλινδρικό σχήμα και η μονάδα είναι χιλιοστά .

Οι πιο συχνά χρησιμοποιούμενες κυλινδρικές μπαταρίες λιθίου:

Μπαταρία λιθίου 18650

Μπαταρία λιθίου 14500

Μπαταρία λιθίου 18500

Μπαταρία λιθίου 21700

Μπαταρία λιθίου 26650

32650 (32700) μπαταρία λιθίου

Τετράγωνη μπαταρία λιθίου

Η τετραγωνική μπαταρία λιθίου αναφέρεται συνήθως σε τετράγωνη μπαταρία λιθίου κελύφους αλουμινίου ή κελύφους χάλυβα, η οποία χρησιμοποιείται ευρέως στην τοπογραφία και τη χαρτογράφηση, τον ιατρικό εξοπλισμό και τον φορητό εξοπλισμό δοκιμών.

2. Ταξινόμηση ανά κέλυφος

Μπαταρία λιθίου από ατσάλι

Μπαταρίες λιθίου για φωτοβολταικά Οι πρώτες μπαταρίες ιόντων λιθίου ήταν κυρίως θήκες από χάλυβα. Λόγω του μεγάλου βάρους και της κακής ασφάλειας του χαλύβδινου κελύφους, η σταθερότητα του χάλυβα είναι ισχυρή.Στο μεταγενέστερο στάδιο, πολλοί κατασκευαστές βελτιστοποίησαν τη δομή του σχεδιασμού μέσω βαλβίδων ασφαλείας, PTC και άλλων συσκευών, γεγονός που αύξησε σημαντικά την απόδοση ασφαλείας του. Ορισμένα από αυτά αντικατέστησαν απευθείας το ατσάλινο κέλυφος, χρησιμοποιώντας κέλυφος αλουμινίου και μαλακή θήκη, όπως η τρέχουσα μπαταρία κινητού τηλεφώνου.

Μπαταρία λιθίου με κέλυφος αλουμινίου

Οι μπαταρίες ιόντων λιθίου από κέλυφος αλουμινίου είναι ελαφρώς καλύτερες από τις μπαταρίες ιόντων λιθίου από κέλυφος χάλυβα λόγω του μικρότερου βάρους και της ασφάλειάς τους.

Μαλακό πακέτο μπαταρία λιθίου

Οι μπαταρίες ιόντων λιθίου με εύκαμπτη συσκευασία διευρύνουν σταδιακά το μερίδιο αγοράς τους λόγω του μικρού βάρους, του χαμηλού κόστους ανοίγματος καλουπιού και της υψηλής ασφάλειας.

3. Ταξινόμηση ανά υλικό καθόδου

Υπάρχουν επί του παρόντος τέσσερις τύποι υλικών καθόδου που χρησιμοποιούνται στις μπαταρίες ιόντων λιθίου:

Μπαταρία οξειδίου του κοβαλτίου λιθίου

Μπαταρία λιθίου μαγγανίου

Μπαταρία φωσφορικού σιδήρου λιθίου

Μπαταρία νικελίου κοβαλτίου μαγγανίου (τριμερής) λιθίου

Η σύγκριση των χαρακτηριστικών των υλικών καθόδου μπαταρίας ιόντων λιθίου έχει ως εξής:

έργο	Μπαταρία οξειδίου του κοβαλτίου λιθίου	Νικέλιο κοβάλτιο μαγγάνιο (τριμερικό)	Οξείδιο του μαγγανίου λιθίου	Φωσφορικό λίθιο σίδηρο
Πυκνότητα βρύσης (g/cm3)	2,8-3,0	2.0-2.3	2.2-2.4	1,0 έως 1,4
Ειδική επιφάνεια (m2/g)	0,4-0,6	0,2-0,4	0,4-0,8	12-20
Χωρητικότητα γραμμαρίων (mAh/g)	135-140	140-180	90-100	130-140
Πλατφόρμα τάσης (V)	3.7	3.6	3.7	3.2
Απόδοση κύκλου	≥500 φορές	≥500 φορές	≥300 φορές	≥2000 φορές
Απόδοση ασφαλείας	Διαφορά	καλύτερα	Καλός	έξοχος
Εφαρμοστέο πεδίο	Μικρή και μεσαία μπαταρία	Μικρή μπαταρία/μικρή μπαταρία ισχύος	Μπαταρία ισχύος, μπαταρία χαμηλού κόστους	Μπαταρία ρεύματος/τροφοδοτικό μεγάλης χωρητικότητας

4. Ταξινόμηση ανά ηλεκτρολύτη

Υγρή μπαταρία ιόντων λιθίου

Οι μπαταρίες υγρών ιόντων λιθίου χρησιμοποιούν έναν υγρό ηλεκτρολύτη, ο οποίος είναι ένας οργανικός διαλύτης + άλας λιθίου.

Rd

Μπαταρίες λιθίου για φωτοβολταικά: Οι μπαταρίες ιόντων λιθίου πολυμερών αντικαθίστανται από στερεούς πολυμερείς ηλεκτρολύτες.Αυτό το πολυμερές μπορεί να είναι σε “ξηρή κατάσταση” ή “κολλοειδής κατάσταση”. Προς το παρόν, χρησιμοποιούνται οι περισσότεροι ηλεκτρολύτες πολυμερούς γέλης. Η μήτρα πολυμερούς είναι κυρίως HFP-PVDF, PEO, PAN και PMMA.

Όλες οι μπαταρίες ιόντων λιθίου στερεάς κατάστασης

Η “μπαταρία λιθίου όλης στερεάς κατάστασης” είναι ένα είδος μπαταρίας λιθίου στην οποία τα ηλεκτρόδια και τα υλικά ηλεκτρολυτών που χρησιμοποιούνται στο εύρος θερμοκρασίας λειτουργίας είναι στερεά και δεν περιέχουν υγρά συστατικά, επομένως η πλήρης ονομασία είναι “μπαταρίες λιθίου όλων των στερεών ηλεκτρολυτών”.

Τρίτον, τα πεδία εφαρμογής των μπαταριών λιθίου

1. Πεδίο καταναλωτικών αγαθών

Χρησιμοποιείται κυρίως σε ψηφιακά προϊόντα, κινητά τηλέφωνα, κινητά τροφοδοτικά, φορητούς υπολογιστές και άλλο ηλεκτρονικό εξοπλισμό. Συνήθως χρησιμοποιούνται μπαταρίες λιθίου 18650 και μπαταρίες πολυμερούς λιθίου.

2. Βιομηχανικός τομέας

Χρησιμοποιείται κυρίως σε ιατρικά ηλεκτρονικά, φωτοβολταϊκά συστήματα αποθήκευσης ενέργειας, σιδηροδρομικές υποδομές, επικοινωνίες ασφαλείας, τοπογραφία και χαρτογράφηση και άλλους τομείς. Συνήθως χρησιμοποιούνται μπαταρίες λιθίου αποθήκευσης/τροφοδοσίας ενέργειας, μπαταρίες φωσφορικού σιδήρου λιθίου, μπαταρίες λιθίου πολυμερούς και μπαταρίες λιθίου 18650.

3. Ειδικά πεδία

Χρησιμοποιείται κυρίως στους τομείς της αεροδιαστημικής, των ναυτικών πλοίων, της δορυφορικής πλοήγησης, της φυσικής υψηλής ενέργειας κ.λπ. Συνήθως χρησιμοποιούνται μπαταρίες λιθίου εξαιρετικά χαμηλής θερμοκρασίας, μπαταρίες λιθίου υψηλής θερμοκρασίας, μπαταρίες τιτανικού λιθίου, μπαταρίες λιθίου με προστασία από εκρήξεις και ούτω καθεξής.

Τέσσερις παράμετροι μπαταρίας λιθίου

1. Τάση

πρότυπο

Η διαφορά δυναμικού μεταξύ των θετικών και αρνητικών ηλεκτροδίων μιας μπαταρίας λιθίου ονομάζεται ονομαστική τάση της μπαταρίας λιθίου. Η ονομαστική τάση προσδιορίζεται από το δυναμικό ηλεκτροδίου του υλικού της πλάκας και τη συγκέντρωση του εσωτερικού ηλεκτρολύτη.

Τάση ανοιχτού κυκλώματος

Η τάση ακροδεκτών μιας μπαταρίας λιθίου σε κατάσταση ανοιχτού κυκλώματος ονομάζεται τάση ανοιχτού κυκλώματος. Η τάση ανοιχτού κυκλώματος μιας μπαταρίας λιθίου είναι ίση με τη διαφορά μεταξύ του δυναμικού ηλεκτροδίου μείωσης του θετικού ηλεκτροδίου και του αρνητικού δυναμικού ηλεκτροδίου της μπαταρίας λιθίου.

Μπαταρίες λιθίου για φωτοβολταικά: Τάση λειτουργίας

Η τάση εργασίας αναφέρεται στην τάση που εμφανίζεται κατά τη διαδικασία εκφόρτισης της μπαταρίας λιθίου μετά τη σύνδεση του φορτίου, γνωστή και ως τάση εκφόρτισης. Η τάση λειτουργίας στην αρχή της εκφόρτισης της μπαταρίας λιθίου ονομάζεται αρχική τάση.

Συνιστώμενες τάσεις για μπαταρίες λιθίου:

Μπαταρία λιθίου 12V

Μπαταρία λιθίου 24V

Μπαταρία λιθίου 36V

Μπαταρία λιθίου 48V

2. Χωρητικότητα

Η ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας που μπορεί να δώσει μια μπαταρία λιθίου υπό ορισμένες συνθήκες εκφόρτισης ονομάζεται χωρητικότητα της μπαταρίας λιθίου, η οποία αντιπροσωπεύεται από το σύμβολο C. Η μονάδα που χρησιμοποιείται συνήθως είναι η αμπερώρα, η οποία αναφέρεται ως αμπερώρα (Ah) ή μιλιαμπερώρα (mAh).

Η χωρητικότητα μιας μπαταρίας λιθίου επηρεάζεται από το υλικό θετικού ηλεκτροδίου που χρησιμοποιείται, τη θερμοκρασία της μπαταρίας, τον ρυθμό εκφόρτισης και την τάση.

3. Εσωτερική αντίσταση

Η εσωτερική αντίσταση μιας μπαταρίας λιθίου αναφέρεται στην αντίσταση όταν το ρεύμα διέρχεται από το εσωτερικό της μπαταρίας λιθίου και η εσωτερική αντίσταση επηρεάζει την τάση της μπαταρίας λιθίου.

4. Κύκλος ζωής

Η διάρκεια ζωής μιας μπαταρίας λιθίου εκφράζεται γενικά με τον αριθμό των φορών χρήσης. Ένας κύκλος αντιπροσωπεύει έναν πλήρη κύκλο φόρτισης και εκφόρτισης της μπαταρίας λιθίου (δηλαδή, η μπαταρία λιθίου φορτίζεται από άδεια σε πλήρη και στη συνέχεια αποφορτίζεται από πλήρη να αδειάσω).

Σημείωση: Οι μπαταρίες λιθίου έχουν καλύτερα χαρακτηριστικά κύκλου και γενικά μπορούν να διατηρήσουν περίπου το 80% της χωρητικότητας μετά από 500 κύκλους.

5. Ποσοστό εκφόρτισης

Ο ρυθμός αποφόρτισης αναφέρεται στο τρέχον μέγεθος της μπαταρίας λιθίου όταν είναι αποφορτισμένη. Γενικά εκφράζεται με C και εκφράζεται με τον τύπο:

Μπαταρίες λιθίου για φωτοβολταικά: Ρυθμός εκφόρτισης=ρεύμα εκφόρτισης/ονομαστική χωρητικότητα

Σημείωση: Εφόσον οι μπαταρίες λιθίου χρησιμοποιούν ηλεκτρολύτη οργανικού διαλύτη, η αγωγιμότητα είναι γενικά μόνο λίγα τοις εκατό από αυτήν του ηλεκτρολύτη μπαταρίας μολύβδου-οξέος ή αλκαλικής μπαταρίας. Επομένως, όταν μια μπαταρία ιόντων λιθίου αποφορτίζεται με υψηλό ρεύμα, είναι πολύ αργά για να αναπληρωθεί το Li+ από τον ηλεκτρολύτη και θα συμβεί πτώση τάσης.

6. Θερμοκρασία εργασίας

Η θερμοκρασία λειτουργίας μιας μπαταρίας λιθίου αναφέρεται στο περιβάλλον στο οποίο μπορεί να προσαρμοστεί η μπαταρία λιθίου και στη θερμοκρασία της ίδιας της μπαταρίας όταν μπορεί να διατηρήσει κανονικές λειτουργίες φόρτισης και εκφόρτισης.

Όταν η μπαταρία λιθίου βρίσκεται σε χαμηλή θερμοκρασία, η πλατφόρμα εκφόρτισης θα μειωθεί σε κάποιο βαθμό. Όταν η θερμοκρασία είναι υψηλή, θα επηρεάσει την απόδοση του κύκλου της μπαταρίας και θα προκαλέσει ελαφρά πρήξιμο της μπαταρίας. Επομένως, η μπαταρία γενικά συνιστάται να λειτουργεί στην περιοχή 0-40°C.

5. Μπαταρίες λιθίου και μπαταρίες μολύβδου-οξέος, μπαταρίες νικελίου-υδριδίου μετάλλου

έργο	μπαταρία λιθίου	Μπαταρίες μολύβδου-οξέος	Μπαταρίες NiMH
Ενεργειακή πυκνότητα (wh/kg)	200~260 wh/kg	50~70 wh/kg	40~70 wh/kg
Τάση ανοιχτού κυκλώματος (v)	3,6V	2,0V	1,2V
Κύκλος ζωής (φορές)	300-2500	400-600	300-350
Ταχύτητα φόρτισης	γρήγορα	αργός	πολύ αργή
Εφέ μνήμης	κανένας	κανένας	έχω
Περιβαλλοντική απόδοση	Χαμηλή ρύπανση	Υψηλή ρύπανση	Χαμηλή ρύπανση

Έξι, μπαταρία λιθίου PACK

Το PACK μπαταριών λιθίου αναφέρεται κυρίως στην επεξεργασία και συναρμολόγηση μπαταριών λιθίου, οι οποίες επεξεργάζονται κυρίως μπαταρίες, προστατευτικές πλάκες, BMS, συνδετικά φύλλα, χαρτί ετικετών κ.λπ., σε προϊόντα που απαιτούνται από τους πελάτες μέσω του συνδυασμού διαδικασίας μπαταρίας PACK.

Επτά, δοκιμή ασφάλειας μπαταρίας λιθίου

Η καλύτερη μπαταρία λιθίου πρέπει να πληροί το πρότυπο ασφαλείας UL2054 (μπαταρία λιθίου) και να ολοκληρώσει τις ακόλουθες δοκιμές:

Δοκιμή ηλεκτρικής απόδοσης

1. Δοκιμή βραχυκυκλώματος

2. Μη φυσιολογική δοκιμή φόρτισης

3. Δοκιμή αναγκαστικής υπερφόρτισης

4. Δοκιμή αναγκαστικής εκκένωσης

5. Δοκιμή περιορισμένης τάσης

Μηχανική δοκιμή

1. Δοκιμή συμπίεσης (Δοκιμή σύνθλιψης)

2. Δόνηση δοκιμής

Περιφερική δοκιμή

1. Δοκιμή απελευθέρωσης πίεσης χύτευσης

2. Δοκιμή καύσης

3. Δοκιμή ψεκασμού

Περιβαλλοντική δοκιμή

1. Δοκιμή θέρμανσης

2. Δοκιμή θερμικού κύκλου

8. Μεταφορά μπαταριών λιθίου

Οι μέθοδοι μεταφοράς μπαταριών λιθίου περιλαμβάνουν αεροπορική μεταφορά, μεταφορά νερού και χερσαία μεταφορά.Οι πιο συχνά χρησιμοποιούμενες είναι οι αεροπορικές και οι θαλάσσιες μεταφορές.

Επειδή το λίθιο είναι ένα μέταλλο που είναι ιδιαίτερα επιρρεπές σε χημικές αντιδράσεις, είναι εύκολο να επεκταθεί και να καεί, επομένως η συσκευασία και η μεταφορά των μπαταριών λιθίου δεν αντιμετωπίζονται σωστά και είναι επιρρεπείς σε καύση και έκρηξη.

Απαιτήσεις συσκευασίας για μπαταρίες λιθίου:

1. Πρέπει να συσκευάζεται στη συσκευασία προδιαγραφών των Ηνωμένων Εθνών που καθορίζεται στους κανονισμούς DGR Dangerous Goods σύμφωνα με τις ισχύουσες οδηγίες συσκευασίας και ο αντίστοιχος αριθμός πρέπει να εμφανίζεται στη συσκευασία.

2. Πρέπει να τοποθετούνται ετικέτες κινδύνου κατηγορίας 9.

3. Πρέπει να συμπληρωθεί το έντυπο της δήλωσης επικίνδυνων εμπορευμάτων και να προσκομιστεί το αντίστοιχο πιστοποιητικό επικίνδυνης συσκευασίας.

Απαιτήσεις μεταφοράς για μπαταρίες λιθίου:

1. Η μπαταρία πρέπει να περάσει τις απαιτήσεις δοκιμής UN 38.3 και τη δοκιμή συσκευασίας πτώσης 1,2 μέτρων.

2. Τα έγγραφα της δήλωσης επικίνδυνων εμπορευμάτων που παρέχονται φέρουν τον αριθμό UN.

3. Η μπαταρία πρέπει να προστατεύεται για την αποφυγή βραχυκυκλώματος και στην ίδια συσκευασία θα πρέπει να αποτρέπεται η επαφή της με αγώγιμα υλικά που μπορεί να προκαλέσουν βραχυκύκλωμα.

4. Για να αποφύγετε ισχυρούς κραδασμούς κατά τη διαδικασία χειρισμού, χρησιμοποιήστε προστατευτικά γωνίας για να προστατεύσετε τις κάθετες και οριζόντιες πλευρές της παλέτας.

Εννέα, πώς να χρησιμοποιείτε σωστά τις μπαταρίες λιθίου

Μπαταρίες λιθίου για φωτοβολταικά: Αποθήκευση μπαταριών λιθίου-Οι πιο κρίσιμες συνθήκες αποθήκευσης για τις μπαταρίες λιθίου είναι η θερμοκρασία και η υγρασία. Συνιστάται η αποθήκευση τους σε περιβάλλον με θερμοκρασία 20°C. Προσέξτε την υγρασία και την υγρασία και μην αφήνετε την μπαταρία λιθίου σε κατάσταση απώλειας ισχύος. Μην πιέζετε, χτυπάτε ή αποθηκεύετε σε μέρη με ισχυρό στατικό ηλεκτρισμό και ισχυρά μαγνητικά πεδία.

Φόρτιση και αποφόρτιση μπαταρίας λιθίου-μην υπερφορτίζετε, μην χρησιμοποιείτε κατώτερους φορτιστές, μην χρησιμοποιείτε τυφλά φορτιστές υψηλής ταχύτητας. Μην αποφορτίζετε περισσότερο από το 80% της χωρητικότητας της μπαταρίας.