ლითიუმის ბატარეები გამოირჩევა სხვა ქიმიური ელემენტებისგან მათი მაღალი ენერგიის სიმკვრივისა და ციკლის დაბალი ღირებულების გამო. თუმცა, "ლითიუმის ბატარეა" ორაზროვანი ტერმინია. არსებობს ლითიუმის ბატარეების ექვსი საერთო ქიმია, ყველა მათგანს თავისი უნიკალური უპირატესობებითა და უარყოფითი მხარეებით. განახლებადი ენერგიის გამოყენებისთვის, დომინანტური ქიმია არის ლითიუმის რკინის ფოსფატი (LiFePO4). ამ ქიმიას აქვს შესანიშნავი უსაფრთხოება, დიდი თერმული სტაბილურობით, მაღალი მიმდინარე მაჩვენებლებით, ხანგრძლივი ციკლის ხანგრძლივობით და ტოლერანტობით ბოროტად გამოყენების მიმართ.
ლითიუმის რკინის ფოსფატი (LiFePO4) არის უკიდურესად სტაბილური ლითიუმის ქიმია თითქმის ყველა სხვა ლითიუმის ქიმიასთან შედარებით. ბატარეა აწყობილია ბუნებრივად უსაფრთხო კათოდური მასალით (რკინის ფოსფატი). ლითიუმის სხვა ქიმიკატებთან შედარებით რკინის ფოსფატი ხელს უწყობს ძლიერ მოლეკულურ კავშირს, რომელიც უძლებს ექსტრემალურ დატენვის პირობებს, ახანგრძლივებს ციკლის ხანგრძლივობას და ინარჩუნებს ქიმიურ მთლიანობას მრავალ ციკლში. ეს არის ის, რაც აძლევს ამ ბატარეებს მათ დიდ თერმულ სტაბილურობას, ხანგრძლივ ციკლს და ტოლერანტობას ბოროტად გამოყენების მიმართ. LiFePO4 ბატარეები არ არის მიდრეკილი გადახურებისკენ, ასევე არ არის განლაგებული „თერმული გაქცევისთვის“ და, შესაბამისად, არ ცხელდება ან ანთდება, როდესაც ექვემდებარება მკაცრი არასწორი მოპყრობის ან მკაცრი გარემოს პირობებს.
დატბორილი ტყვიის მჟავისა და ბატარეის სხვა ქიმიკატებისგან განსხვავებით, ლითიუმის ბატარეები არ ასხივებენ საშიშ გაზებს, როგორიცაა წყალბადი და ჟანგბადი. ასევე არ არსებობს საშიში ელექტროლიტების ზემოქმედება, როგორიცაა გოგირდის მჟავა ან კალიუმის ჰიდროქსიდი. უმეტეს შემთხვევაში, ეს ბატარეები შეიძლება ინახებოდეს შეზღუდულ ადგილებში აფეთქების რისკის გარეშე და სწორად შემუშავებული სისტემა არ საჭიროებს აქტიურ გაგრილებას ან ვენტილაციას.
ლითიუმის ბატარეები არის შეკრება, რომელიც შედგება მრავალი უჯრედისგან, როგორიცაა ტყვიის მჟავა ბატარეები და მრავალი სხვა ტიპის ბატარეა. ტყვიის მჟავა ბატარეებს აქვთ ნომინალური ძაბვა 2V/უჯრედში, ხოლო ლითიუმის ბატარეებს აქვთ ნომინალური ძაბვა 3.2V. ამიტომ, 12 ვ ბატარეის მისაღწევად, თქვენ ჩვეულებრივ გყავთ სერიის ოთხი უჯრედი დაკავშირებული. ეს გახდის LiFePO4- ის ნომინალურ ძაბვას 12.8V. რვა უჯრედი, რომლებიც დაკავშირებულია სერიაში, ქმნის 24 ვ ბატარეას ნომინალური ძაბვით 25.6 ვ და თექვსმეტი უჯრედი, რომელიც დაკავშირებულია სერიაში, 48 ვ ბატარეას ნომინალური ძაბვით 51.2 ვ. ეს ძაბვები ძალიან კარგად მუშაობს თქვენს ტიპიურ 12V, 24V და 48V ინვერტორებთან.
ლითიუმის ბატარეები ხშირად გამოიყენება ტყვიის მჟავა ბატარეების პირდაპირ შესაცვლელად, რადგან მათ აქვთ ძალიან მსგავსი დატენვის ძაბვები. ოთხუჯრედიანი LiFePO4 ბატარეა (12.8V), როგორც წესი, ექნება მაქსიმალური დატენვის ძაბვა 14.4-14.6V შორის (დამოკიდებულია მწარმოებლის რეკომენდაციებზე). ლითიუმის ბატარეის უნიკალური თვისებაა ის, რომ მათ არ სჭირდებათ შთანთქმის მუხტი ან მუდმივი ძაბვის მდგომარეობაში ყოფნა მნიშვნელოვანი პერიოდის განმავლობაში. როგორც წესი, როდესაც ბატარეა მიაღწევს მაქსიმალურ დატენვის ძაბვას, მას აღარ სჭირდება დატენვა. LiFePO4 ბატარეების გამონადენის მახასიათებლები ასევე უნიკალურია. გამონადენის დროს ლითიუმის ბატარეები შეინარჩუნებს გაცილებით მაღალ ძაბვას, ვიდრე ტყვიის მჟავა ბატარეები ჩვეულებრივ იტვირთება დატვირთვის დროს. ეს არ არის იშვიათი შემთხვევა, როდესაც ლითიუმის ბატარეა მხოლოდ რამდენიმე მეათედ ვოლტს დაეცემა სრული დატენვიდან 75% –მდე დაცლილ მდგომარეობაში. ამან შეიძლება გაართულოს იმის თქმა, თუ რამდენი მოცულობა იქნა გამოყენებული ბატარეის მონიტორინგის აღჭურვილობის გარეშე.
ლითიუმის მნიშვნელოვანი უპირატესობა ტყვიის მჟავასთან შედარებით არის ის, რომ მათ არ აწუხებთ ველოსიპედის დეფიციტი. არსებითად, ეს არის მაშინ, როდესაც ბატარეები სრულად არ იტენება, სანამ მეორე დღეს ისევ დატვირთავთ. ეს არის ძალიან დიდი პრობლემა ტყვიის მჟავა ბატარეებთან და შეიძლება ხელი შეუწყოს ფირფიტების მნიშვნელოვან დეგრადაციას, თუკი ამას რამდენჯერმე გადააცილებთ. LiFePO4 ბატარეები არ სჭირდება რეგულარულად სრულად დატენვა. სინამდვილეში, შესაძლებელია ოდნავ გაუმჯობესდეს სიცოცხლის ხანგრძლივობა მცირე ნაწილობრივი მუხტით, სრული დატვირთვის ნაცვლად.
ეფექტურობა არის ძალიან მნიშვნელოვანი ფაქტორი მზის ელექტრული სისტემების დიზაინის შექმნისას. საშუალო ტყვიის მჟავა ბატარეის მრგვალი მოგზაურობის ეფექტურობა (სრულიდან მკვდარამდე და უკან დაბრუნებამდე) არის დაახლოებით 80%. სხვა ქიმიკატები შეიძლება კიდევ უფრო უარესი იყოს. ლითიუმის რკინის ფოსფატის ბატარეის ორმხრივი მოგზაურობის ენერგოეფექტურობა აღემატება 95-98%-ს. მხოლოდ ეს არის მნიშვნელოვანი გაუმჯობესება ზამთარში მზის ენერგიის გარეშე მყოფი სისტემებისთვის, გენერატორის დატენვისას საწვავის დაზოგვა შეიძლება იყოს უზარმაზარი. ტყვიის მჟავა ბატარეების შეწოვის დატენვის ეტაპი განსაკუთრებით არაეფექტურია, რის შედეგადაც ეფექტურობაა 50% ან უფრო ნაკლები. იმის გათვალისწინებით, რომ ლითიუმის ბატარეები არ შთანთქავს მუხტს, დატენვის დრო სრულად დათხოვნიდან სრულამდე შეიძლება იყოს ორი საათი. ასევე მნიშვნელოვანია აღინიშნოს, რომ ლითიუმის ბატარეას შეუძლია გაიაროს თითქმის სრული გამონადენი, როგორც შეფასებულია მნიშვნელოვანი უარყოფითი ეფექტების გარეშე. ამასთან, მნიშვნელოვანია იმის უზრუნველყოფა, რომ ცალკეული უჯრედები არ გადატვირთოს. ეს არის ბატარეის მართვის ინტეგრირებული სისტემის (BMS) ამოცანა.
ლითიუმის ბატარეების უსაფრთხოება და საიმედოობა დიდი შეშფოთებაა, ამიტომ ყველა ასამბლეას უნდა ჰქონდეს ბატარეის მართვის ინტეგრირებული სისტემა (BMS). BMS არის სისტემა, რომელიც აკონტროლებს, აფასებს, აბალანსებს და იცავს უჯრედებს "უსაფრთხო ოპერაციული ზონის" გარეთ მოქმედებისგან. BMS არის ლითიუმის ბატარეის სისტემის უსაფრთხოების მთავარი კომპონენტი, რომელიც აკონტროლებს და იცავს ბატარეის შიგნით არსებულ უჯრედებს მიმდინარეობის, ძაბვის/ძაბვის, ტემპერატურის/ტემპერატურის და სხვა. LiFePO4 უჯრედი სამუდამოდ დაზიანდება, თუ უჯრედის ძაბვა ოდესმე 2.5 ვ -ზე ნაკლები იქნება, ასევე სამუდამოდ დაზიანდება, თუ უჯრედის ძაბვა გაიზრდება 4.2 ვ -ზე მეტს. BMS მონიტორინგს უწევს თითოეულ უჯრედს და ხელს შეუშლის უჯრედების დაზიანებას ძაბვის/გადამეტებული ძაბვის შემთხვევაში.
BMS– ის კიდევ ერთი მნიშვნელოვანი პასუხისმგებლობაა დატენოს პაკეტი დატენვის დროს, რაც უზრუნველყოფს ყველა უჯრედის სრულ დატენვას ზედმეტი დატენვის გარეშე. LiFePO4 ბატარეის უჯრედები ავტომატურად არ დაბალანსდება დატენვის ციკლის ბოლოს. უმნიშვნელო ვარიაციებია წინაღობაში უჯრედების მეშვეობით და, შესაბამისად, არცერთი უჯრედი არ არის 100% იდენტური. ამიტომ, როდესაც ველოსიპედით მოძრაობთ, ზოგიერთი უჯრედი სრულად იქნება დამუხტული ან დაცლილი სხვაზე ადრე. უჯრედებს შორის განსხვავება მნიშვნელოვნად გაიზრდება დროთა განმავლობაში, თუ უჯრედები დაბალანსებული არ არის.
ტყვიის მჟავა ბატარეებში, დენი გააგრძელებს დინებას მაშინაც კი, როდესაც ერთი ან მეტი უჯრედი სრულად დატენულია. ეს არის შედეგი ელექტროლიზის ხდება ბატარეის, წყალი იყოფა წყალბადის და ჟანგბადის. ეს მიმდინარეობა ხელს უწყობს სხვა უჯრედების სრულად დატენვას, რითაც ბუნებრივად აბალანსებს მუხტს ყველა უჯრედზე. ამასთან, სრულად დამუხტულ ლითიუმის უჯრედს ექნება ძალიან მაღალი წინააღმდეგობა და ძალიან ცოტა დენი შემოვა. ამიტომ ჩამორჩენილი უჯრედები სრულად არ იქნება დამუხტული. ბალანსირების დროს BMS გამოიყენებს მცირე დატვირთვას სრულად დამუხტულ უჯრედებზე, თავიდან აიცილებს მის გადატვირთვას და სხვა უჯრედებს მისცემს საშუალებას.
ლითიუმის ბატარეები ბევრ უპირატესობას ანიჭებენ ბატარეის სხვა ქიმიკატებს. ისინი უსაფრთხო და საიმედო ბატარეის ხსნარია, თერმული გაქცევის და/ან კატასტროფული დნობის შიშის გარეშე, რაც ლითიუმის ბატარეის სხვა ტიპების მნიშვნელოვანი შესაძლებლობაა. ეს ბატარეები გვთავაზობენ უკიდურესად ხანგრძლივ ციკლს, ზოგი მწარმოებელი კი გარანტიას აძლევს ბატარეებს 10 000 ციკლამდე. მაღალი გამონადენის და დატენვის მაჩვენებლებით C/2 უწყვეტი და მრგვალი მოგზაურობის ეფექტურობით 98%-მდე, გასაკვირი არ არის, რომ ეს ბატარეები ინდუსტრიაში იძენს მიმზიდველობას. ლითიუმის რკინის ფოსფატი (LiFePO4) არის ენერგიის შესანახი სრულყოფილი ხსნარი.
100% უსაფრთხო გადახდა
