Agónia voľby olovo alebo lítium; Blog spoločnosti IBC SOLAR
V mnohých rozhovoroch so zákazníkmi sa opakovane objavuje otázka rozdielu medzi lítium-iónovou a olovo-gélovou batériou. Zákazník v prvom rade vidí rozdiel v cene a hmotnosti. Ako však fungujú tieto dva typy batérií? Prečo jeden trvá dlhšie ako druhý? Prečo jeden váži viac ako druhý? Všetky tieto otázky sú pre záujemcov o technológie podrobnejšie preskúmané nižšie.
Olovená gélová batéria
Olovený akumulátor sa skladá z kyselinovzdorného krytu a dvoch olovených platní, ktoré slúžia ako kladná alebo záporná elektróda. Okrem toho existuje náplň z 38 percent kyseliny sírovej (H2SO4) ako elektrolytu. V olovených gélových batériách, ako sú batérie používané v IBC SolStore Pb Home, je kyselina sírová viazaná pridaním oxidu kremičitého a batéria je uzamknutá. To znamená, že je takmer úplne bezúdržbové, pretože pridávanie vody už nie je potrebné ani možné.
Vo vybitom alebo neutrálnom stave sa na obidve skupiny elektród nanáša vrstva síranu olovnatého (PbSO4). Po nabití sú kladné elektródy vyrobené z oxidu olovnatého (PbO2), záporne polarizované elektródy sú vyrobené z jemne rozdeleného pórovitého olova, známeho tiež ako olovená špongia.
Chemická reakcia počas procesu nabíjania a vybíjania umožňuje akumuláciu alebo uvoľnenie elektrickej energie.
Lítium-iónová batéria
V lítium-iónových batériách sú na negatívnej elektróde atómy lítia a na pozitívnej elektróde ióny prechodných kovov. Elektrická energia sa ukladá, keď sa lítium v ionizovanej forme pohybuje tam a späť cez elektrolyt medzi dvoma elektródami. Odtiaľ pochádza aj názov lítium-iónovej batérie. Na rozdiel od migrujúcich iónov lítia sú ióny prechodných kovov (na obrázku 3: kobalt) stacionárne.
Pri vybíjaní atómy lítia na zápornej elektróde vydávajú elektrón, ktorý prúdi k kladnej elektróde vonkajším obvodom. Súčasne rovnaký počet lítiových iónov migruje elektrolytom z negatívnej na pozitívnu elektródu (obr. 3). Na kladnej elektróde však nie sú elektróny opäť lítiové ióny, ale sú tam skôr prítomné ióny prechodných kovov, ktoré sú v nabitom stave vysoko ionizované, a teda dosť „hladné po elektrónoch“. V závislosti od typu batérie to môžu byť kobalt, nikel, mangán, ióny železa atď.
Obrázok 2: Vybitie lítium-iónovej batérie
Zdroj: Akkumulatorenfabrik MOLL Obr. 3: Nabíjanie lítium-iónovej batérie
Zdroj: továreň na výrobu akumulátorov MOLL
Chemická reakcia počas procesu nabíjania a vybíjania umožňuje akumuláciu alebo uvoľnenie elektrickej energie.
Lítium-iónové batérie sú dostupné v rôznych materiáloch:
dĺžka života
Vysoko kvalitné olovené batérie, ktoré sa používajú v systémoch na skladovanie solárnej energie, môžu pri pravidelnej údržbe a dobre kontrolovanom nabíjaní a vybíjaní dosiahnuť veľmi dlhú životnosť približne 10 rokov pred výrazným poklesom výkonu. Starnutie a tým aj opotrebenie olovenej batérie je primárne spôsobené vnútornou koróziou elektród. Okrem toho existujú vždy jemné skraty. Sulfatácia olova tiež spôsobuje, že sa kryštály PbSO4 navzájom spájajú a vytvárajú čoraz väčšie väzby. Proti sulfatácii však možno pôsobiť pomocou správnych stratégií nabíjania a vybíjania. Preto je pre solárne akumulačné systémy dôležité, aby regulátor nabíjania a batérie boli optimálne koordinované ako kompletný systém.
Pri súčasných lítium-iónových batériách určuje životnosť batérie dobu ich používania. Závisí to od typu a kvality batérie, teploty a spôsobu použitia - najmä od (vybíjacieho) nabíjacieho zdvihu, napätia na konci nabíjania a sily nabíjacích a vybíjacích prúdov. Rovnako ako v prípade olovených gélových batérií je pre lítium-iónové batérie veľmi dôležitý správny systém správy batérií, aby sa dosiahla požadovaná životnosť. Už existujú články pre špeciálne aplikácie, ktoré stratia iba veľmi malú časť svojej kapacity a výkonu aj po niekoľkých rokoch používania a niekoľkých 10 000 cykloch nabíjania a vybíjania.
Hustota energie olovených batérií je okolo 30 Wh/kg. Na druhej strane je energetická hustota lítium-iónových batérií medzi 95 až 190 Wh/kg, t. J. O 3 až 6 vyššia ako v prípade konvenčných olovených batérií. To znamená, že lítium-iónové batérie sú výrazne ľahšie ako olovené batérie s rovnakou kapacitou.
V praktickom porovnaní: 4 batérie IBC SolStore Pb s celkovou nominálnou kapacitou 8 kWh vážia 300 kilogramov, s krytom 350 kilogramov. Blok batérií (batéria, správa batérií a kryt) IBC SolStore Li (nominálna kapacita 5 kWh) váži 122 kg.
Je na každom zákazníkovi, aby sa rozhodol, ktorú batériu použije. Na jednej strane je to klasická olovená gélová batéria, ktorá sa osvedčila po celé desaťročia a ktorá si určite bude aj v nasledujúcich rokoch formovať obraz trhu s batériami. Na druhej strane je tu novoobjavená lítium-iónová batéria, ktorá používa rôzne elektródové materiály na to, aby spotrebiteľ zamával, pokiaľ ide o spoľahlivosť a predpisy o nebezpečnom tovare, ako aj množstvo informácií o novej technológii, ktorá však už na svoju stranu prináša technologických nadšencov.
V súhrne možno povedať, že obe technológie batérií sú veľmi vhodné na maximalizáciu využitia energie vlastnej výroby z vášho vlastného FV systému a na podporu potreby nezávislosti pri nákupe elektriny od spotrebiteľa.