Ličio baterijos išsiskiria iš kitų baterijų chemijos produktų dėl didelio energijos tankio ir mažos ciklo kainos. Tačiau&"; ličio baterija &"; yra dviprasmiškas terminas. Yra apie šešias įprastas ličio baterijų chemijas, kurios visos turi savo unikalių privalumų ir trūkumų. Atsinaujinančios energijos srityse vyraujanti chemija yra ličio geležies fosfatas (LiFePO4). Ši chemija pasižymi puikiu saugumu, pasižymi puikiu šiluminiu stabilumu, didelėmis srovės vertėmis, ilgu tarnavimo laiku ir tolerancija piktnaudžiavimui.
Ličio geležies fosfatas (LiFePO4) yra labai stabili ličio chemija, palyginti su beveik visomis kitomis ličio chemijomis. Baterija surenkama naudojant natūraliai saugią katodo medžiagą (geležies fosfatą). Palyginti su kitomis ličio chemijos priemonėmis, geležies fosfatas skatina stiprų molekulinį ryšį, kuris atlaiko ekstremalias įkrovimo sąlygas, pailgina ciklo tarnavimo laiką ir išlaiko cheminį vientisumą daugelį ciklų. Būtent tai suteikia šioms baterijoms puikų šiluminį stabilumą, ilgą tarnavimo laiką ir toleranciją piktnaudžiavimui.
LiFePO4 baterijos nėra linkusios perkaisti, taip pat nėra atsparios' todėl neperkaitinkite ir neužsidegkite, kai susiduriate su griežtu netinkamu elgesiu ar atšiauriomis aplinkos sąlygomis. Skirtingai nuo užtvindytos švino rūgšties ir kitų baterijų chemijos, ličio baterijos neišleidžia pavojingų dujų, tokių kaip vandenilis ir deguonis. Taip pat nėra jokio pavojaus, kad gali susidaryti šarminiai elektrolitai, tokie kaip sieros rūgštis ar kalio hidroksidas. Daugeliu atvejų šias baterijas galima laikyti uždarose patalpose be sprogimo pavojaus, o tinkamai suprojektuota sistema neturėtų reikalauti aktyvaus aušinimo ar vėdinimo.
Ličio baterijos yra agregatas, sudarytas iš daugelio elementų, tokių kaip švino rūgšties baterijos ir daugelio kitų tipų baterijos. Švino rūgštinių baterijų vardinė įtampa yra 2 V/elemento, o ličio baterijų - 3,2 V. Todėl, norėdami gauti 12 V bateriją,' paprastai turėsite keturias nuosekliai sujungtas ląsteles. Dėl to LiFePO4 vardinė įtampa bus 12,8 V. Aštuoni nuosekliai sujungti elementai sudaro 24 V bateriją, kurios nominali įtampa yra 25,6 V, o šešiolika nuosekliai prijungtų elementų sudaro 48 V bateriją, kurios vardinė įtampa yra 51,2 V. Šios įtampos labai gerai veikia su įprastais 12V, 24V ir 48V keitikliais.
Ličio baterijos dažnai naudojamos tiesiogiai pakeisti švino rūgšties baterijas, nes jų įkrovimo įtampa yra labai panaši. Keturių elementų LiFePO4 baterija (12,8 V) paprastai turi maksimalią įkrovimo įtampą nuo 14,4 iki 14,6 V (priklausomai nuo gamintojo rekomendacijų). Ličio akumuliatoriui būdinga tik tai, kad jiems nereikia absorbcijos įkrovos arba jie ilgą laiką turi būti laikomi pastovios įtampos būsenoje.
Paprastai, kai akumuliatorius pasiekia maksimalią įkrovimo įtampą, jo nebereikia krauti. LiFePO4 akumuliatorių iškrovos charakteristikos taip pat yra unikalios. Išsikrovimo metu ličio baterijos išlaikys daug aukštesnę įtampą nei švino rūgšties akumuliatoriai, paprastai esant apkrovai. Neretai' ličio akumuliatorius nuo pilnos įkrovos iki 75% išsikrauna tik kelias dešimtąsias voltų. Dėl to gali būti sunku pasakyti, kiek talpos buvo panaudota be akumuliatoriaus stebėjimo įrangos.
Didelis ličio pranašumas, palyginti su švino rūgštinėmis baterijomis, yra tai, kad jie neturi kenksmingų ciklų. Iš esmės tai yra tada, kai akumuliatorių negalima visiškai įkrauti prieš kitą dieną iškraunant. Tai labai didelė problema, susijusi su švino rūgštinėmis baterijomis, ir tai gali paskatinti didelį plokštelių gedimą, jei toks ciklas kartojamas. LiFePO4 baterijų nereikia reguliariai pilnai įkrauti. Tiesą sakant, galima' šiek tiek pagerinti bendrą gyvenimo trukmę su nedideliu daliniu įkrovimu, o ne visu įkrovimu. Efektyvumas yra labai svarbus veiksnys projektuojant saulės elektrines. Vidutinio švino rūgšties akumuliatoriaus efektyvumas pirmyn ir atgal (nuo pilno iki negyvo ir visiškai pilnas) yra apie 80%. Kitos chemijos gali būti dar blogesnės. Ličio geležies fosfato akumuliatoriaus energijos vartojimo efektyvumas pirmyn ir atgal yra 95–98%. Vien tai yra didelis patobulinimas sistemoms, kurioms žiemą trūksta saulės energijos, o kuro sutaupymas iš generatoriaus įkrovimo gali būti milžiniškas.
Švino rūgšties akumuliatorių absorbcijos pakrovimo etapas yra ypač neefektyvus, todėl efektyvumas yra 50% ar net mažesnis. Atsižvelgiant į tai, kad ličio baterijos nesugeria įkrovimo, įkrovimo laikas nuo visiškai išsikrovusio iki visiškai užpildyto gali būti tik dvi valandos. Taip pat svarbu pažymėti, kad ličio baterija gali būti beveik visiškai išsikrovusi be reikšmingo neigiamo poveikio.
Tačiau svarbu įsitikinti, kad atskiros ląstelės neišsikrauna per daug. Tai integruotos baterijų valdymo sistemos (BMS) užduotis. Ličio baterijų saugumas ir patikimumas kelia didelį susirūpinimą, todėl visi mazgai turi turėti integruotą akumuliatorių valdymo sistemą (BMS). BMS yra sistema, kuri stebi, įvertina, subalansuoja ir apsaugo ląsteles nuo veikimo už&"Saugaus veikimo zonos [GG" "ribų. BMS yra esminis ličio baterijų sistemos saugos komponentas, stebintis ir apsaugantis akumuliatoriaus elementus nuo per didelės srovės, per žemos/per didelės įtampos, žemos/per didelės temperatūros ir dar daugiau.
LiFePO4 elementas bus visam laikui pažeistas, jei elemento įtampa kada nors nukris iki mažesnės nei 2,5 V. BMS stebi kiekvieną elementą ir neleidžia pažeisti elementų esant žemai/virš įtampai. Kita esminė BMS pareiga yra subalansuoti pakuotę įkrovimo metu, garantuojant, kad visos ląstelės bus visiškai įkrautos, neperkraunamos. Įkrovimo ciklo pabaigoje „LiFePO4“ akumuliatoriaus elementai automatiškai nesibalansuos. Ląstelių varža šiek tiek skiriasi, todėl nė viena ląstelė nėra 100% identiška.
Todėl ciklo metu kai kurios ląstelės bus visiškai įkrautos arba išsikraus anksčiau nei kitos. Laikui bėgant ląstelių dispersija žymiai padidės, jei ląstelės nebus subalansuotos. Švino rūgšties baterijose srovė ir toliau tekės, net jei viena ar kelios baterijos bus visiškai įkrautos. Dėl to akumuliatoriuje vyksta elektrolizė, vanduo suskaidomas į vandenilį ir deguonį. Ši srovė padeda visiškai įkrauti kitas ląsteles, taip natūraliai subalansuojant visų elementų krūvį.
Tačiau visiškai įkrautas ličio elementas turės labai didelį atsparumą ir teka labai mažai srovės. Todėl atsilikusios ląstelės nebus visiškai įkrautos. Balansavimo metu BMS teiks nedidelę apkrovą visiškai įkrautoms ląstelėms, neleisdama jai perkrauti ir leis kitoms ląstelėms pasivyti. Ličio baterijos turi daug privalumų, palyginti su kitomis baterijų chemijomis. Jie yra saugus ir patikimas akumuliatorių sprendimas, nebijojant terminio išsiliejimo ir (arba) katastrofiško ištirpimo, o tai yra didelė kitų tipų ličio baterijų galimybė. Šios baterijos tarnauja itin ilgai, kai kurie gamintojai netgi garantuoja baterijas iki 10 000 ciklų. Turint aukštą iškrovimo ir įkrovimo greitį iki C/2 nuolat ir efektyvumą pirmyn ir atgal iki 98%, nenuostabu, kad šios baterijos pramonėje vis labiau traukia. Ličio geležies fosfatas (LiFePO4) yra puikus energijos kaupimo sprendimas.
