Bei der Betrachtung von Solarenergiespeichern, Meist steht man vor dem Problem, welcher Batterietyp man wählen sollte. Die häufigsten Optionen sind heute Blei-Säure-Batterien vs Lithium-Ionen-Batterien, und um Ihnen bei der Entscheidung zu helfen, In diesem Artikel werden die Eigenschaften von Lithium-Batterien mit denen von Blei-Säure-Batterien verglichen und einige häufig gestellte Fragen beantwortet.
Übersicht über Lithium-Batterien und Blei-Säure-Batterien
Lithium Batterie
Lithium-Ionen-Batterien bestehen aus Lithiummetall, bei dem Lithiumverbindungen als Elektrolyte zwischen der positiven und negativen Elektrode eingesetzt werden. Es wird häufig in tragbaren elektronischen Geräten verwendet, Elektrofahrzeuge und Energiespeichersysteme.
Blei -Säure -Batterie
Blei-Säure-Batterien werden aus Blei hergestellt und sind ein traditioneller Batterietyp, bei dem der Elektrolyt zwischen der positiven und negativen Elektrode Schwefelsäure ist. Sie werden häufig in der Automobilindustrie eingesetzt, USV-Systeme und Solarenergieanwendungen.
Wie funktionieren Blei-Säure-Batterien im Vergleich zu Lithium-Ionen-Batterien??
So funktionieren Lithium-Ionen-Batterien
Lithium-Ionen-Batterien speichern und geben Energie ab, indem sie Lithiumionen zwischen positiven und negativen Elektroden bewegen. Während des Ladevorgangs, Lithiumionen fließen von der positiven Elektrode (Lithiumverbindung) zur negativen Elektrode (Kohlenstoff- oder Siliziummaterial). Während der Entladung, Lithiumionen wandern von der negativen Elektrode zurück zur positiven Elektrode. Diese Reaktion wird durch Ionenleitung im Elektrolyten erreicht.
So funktionieren Blei-Säure-Batterien
Eine Blei-Säure-Batterie ist eine Batterie, die auf der Grundlage einer chemischen Reaktion zwischen Blei und Bleidioxid Energie speichert und abgibt. Während des Ladevorgangs, Ein elektrischer Strom fließt durch die Batterie und oxidiert das Blei in der Blei-Säure-Lösung zu Bleidioxid (positiv) und reines Blei (Negativ). Während des Entladevorgangs, Das Bleioxid in der Bleisäurelösung reagiert mit reinem Blei, Dabei werden Elektronen freigesetzt und ein elektrischer Strom erzeugt. Blei-Säure-Batterien und Lithium-Ionen-Batterien verwenden einen ähnlichen Prozess, aber das Material ist anders.
Unterschied zwischen Blei-Säure-Batterien und Lithium-Ionen-Batterien
Die verwendeten Materialien
Blei-Säure- und Lithium-Ionen-Batterien funktionieren grundsätzlich auf die gleiche Weise, Der Unterschied besteht in den Materialien, die als Kathoden verwendet werden, Anoden, und Elektrolyte. Blei-Säure-Batterien verwenden Blei als Anode, Bleioxid als Kathode, und Schwefelsäure als Elektrolyt. Lithium-Ionen-Batterien verwenden Kohlenstoff als Anode, Lithiumoxid als Kathode, und Lithiumsalz als Elektrolyt.
Lebensdauer
Unter Batterielebensdauer versteht man die Anzahl der Lade- und Entladezyklen, die eine Batterie durchführen kann, ohne ihre Leistung zu beeinträchtigen. Die Zyklenlebensdauer von Lithium-Ionen-Batterien beträgt in der Regel 5000 mal, und eine vollständige Entladung hat keinen Einfluss auf die Lebensdauer. Blei-Säure-Batterien können lange halten 300 Zu 500 Fahrräder, und eine vollständige Entladung beeinträchtigt ihren Lebenszyklus. Also über die gesamte Lebensdauer beider, Lithium-Ionen-Batterien sind kostengünstiger.
Kosten
Im Allgemeinen haben Blei-Säure-Batterien im Vergleich zu Lithium-Ionen-Batterien einen geringeren Anschaffungs- und Installationspreis. Allerdings halten Lithium-Ionen-Batterien länger als Blei-Säure-Batterien, Daher sind Blei-Säure-Batterien nur bei kurzfristigen Anwendungen kostengünstiger als Lithium-Ionen-Batterien, und Lithium-Ionen-Batterien sind im Allgemeinen die günstigere Wahl.
Batteriekapazität
Die Batteriekapazität bezieht sich auf die Energiemenge, die pro Volumeneinheit in einer Batterie gespeichert ist, Die Kapazitätsangaben variieren je nach Batteriemodell und Hersteller, Es ist gut dokumentiert, dass die Lithium-Ionen-Batterietechnologie eine deutlich höhere Energiedichte aufweist als Blei-Säure-Batterien.
Typische Lithium-Ionen-Akkus haben eine Kapazität von einigen hundert mAh bis zu einigen tausend mAh, und typische Blei-Säure-Batterien haben typischerweise eine Kapazität von mehreren zehn Ampere (Ah) bis zu Hunderten von Ampere (Ah). Infolge, Lithium-Ionen-Batterien haben typischerweise eine höhere Batteriekapazität und können bei gleicher Batteriegröße mehr Energie speichern, Dies macht sie vorteilhafter für Anwendungen, die eine hohe Energiedichte erfordern.
Entladungstiefe (DOD)
Die Entladetiefe einer Batterie gibt den Prozentsatz der Batterien an, die sicher Energie verbrauchen können, ohne die Batterie zu beschädigen, Typische Lithium-Ionen-Batterien können sich sicher entladen 80 Zu 90 Prozent ihrer Nennkapazität, Bei Blei-Säure-Batterien wird hingegen empfohlen, die Entladung auf ca 50 Prozent ihrer Nennkapazität, um optimale Leistung und Langlebigkeit zu gewährleisten.
Infolge, Lithium-Ionen-Batterien haben einen größeren Bereich an Entladetiefen als Blei-Säure-Batterien, Das bedeutet, dass Sie Lithium-Ionen-Akkus länger und ohne Aufladen nutzen können, und moderne Lithium-Ionen-Batterien, die heute hergestellt werden, sind effizienter, mit DOD 100%.
Effizienz
Bei der Betrachtung von Lithium-Ionen-Batterien und Blei-Säure-Batterien ist die Effizienz ein wichtiger Vergleichspunkt, mit effizienteren Batterien, die schneller aufgeladen werden, und ähnlich der Entladungstiefe, Eine Effizienzsteigerung bedeutet, dass die effektive Kapazität der Batterie höher ist.
Die meisten Lithium-Ionen-Batterien haben einen Wirkungsgrad von 95% oder höher, aufgrund des hohen Innenwiderstandes, Blei-Säure-Batterien erzeugen beim Laden und Entladen eine gewisse Wärme- und Energieverlustmenge, und die Effizienz von Blei-Säure-Batterien liegt bei ca 80-85%.
Energiedichte
Energiedichte = (Nennspannung der Batterie (v) x Nennkapazität der Batterie (Ah)) ÷ Batteriegewicht
Lithium-Ionen-Batterien haben typischerweise eine höhere Energiedichte und können daher bei gleichem Volumen oder Gewicht mehr Energie speichern.
Blei-Säure-Batterien haben typischerweise eine geringere Energiedichte, Daher speichern sie bei gleichem Volumen oder Gewicht weniger Energie und benötigen möglicherweise mehr Platz und Gewicht, um die gleiche Leistung zu erzielen.
Haltbarkeit
Die Haltbarkeit einer Batterie hängt davon ab, wie lange sie halten kann. Blei-Säure-Batterien können bis zu halten 2 Jahre bei ordnungsgemäßer Wartung, das ist, danach aufgeladen 50% verwenden, und nur 350 Zyklen oder ein Jahr bei vollständiger Entleerung oder länger 80%. Blei-Säure-Batterien haben eine höhere Selbstentladungsrate, Daher können sie bei längerer Lagerung ihre Ladung verlieren und müssen regelmäßig aufgeladen werden, um ihre Leistung aufrechtzuerhalten.
Für Lithium-Ionen-Akkus gilt eine Garantie 10 Jahre und zuletzt 10,000 Fahrräder. Lithium-Ionen-Batterien haben normalerweise eine geringere Selbstentladungsrate, also bei längerer Lagerung, Sie können über einen längeren Zeitraum aufgeladen bleiben, ohne dass häufiges Aufladen erforderlich ist.
Ladezeit
Lithium-Ionen-Batterien können achtmal schneller aufgeladen werden als Blei-Säure-Batterien. Unter gleichen Kapazitätsbedingungen, wenn die Blei-Säure-Batterie mehr braucht als 10 Stunden zum Aufladen, Dann kann der Lithium-Ionen-Akku in weniger als drei Stunden aufgeladen sein.
Sicherheit
Ob Blei-Säure-Akku oder Lithium-Ionen-Akku, Überladung kann zu einer Explosion führen. Die Schwefelsäure in Blei-Säure-Batterien ist stark ätzend und kann auslaufen, das bei Überladung Wasserstoff und Sauerstoff produzieren kann, was zu einer Explosion führte. In Lithium-Ionen-Batterien, Das Risiko eines thermischen Durchgehens ist hoch. Ein thermisches Durchgehen ist ein Zustand, der auftritt, wenn die in einer Batterie erzeugte Wärme die an die Umgebung abgegebene Wärme übersteigt, Dies könnte möglicherweise eine Batterieexplosion auslösen.
daher, ob es sich um eine Lithium-Ionen-Batterie oder eine Blei-Säure-Batterie handelt, es erfordert eine ordnungsgemäße Handhabung, Installation und Wartung, um einen sicheren Betrieb zu gewährleisten.
Bei der Wahl zwischen Lithium-Ionen- und Blei-Säure-Batterien, Es sollten spezifische Sicherheitsanforderungen und Risikominderungsstrategien berücksichtigt werden, um den Anforderungen des beabsichtigten Anwendungsszenarios gerecht zu werden.
Anwendung
Anwendung von Lithium-Ionen-Batterien
- Mobile Geräte: Lithiumbatterien sind auf dem Markt für Mobilgeräte weit verbreitet, wie Smartphones, Tabletten, Laptops und tragbare Audiogeräte, weil sie leicht sind, effizient und haben eine hohe Energiedichte.
- Elektrofahrzeuge: Fahrzeuge wie Elektroautos, Elektrofahrräder und Elektroroller nutzen aufgrund ihrer hohen Energiedichte Lithiumbatterien als Hauptstromquelle, lange Lebensdauer und schnelle Ladeeigenschaften.
- Heimelektronik: Heimelektronik, wie zum Beispiel Drohnen, Smart-Home-Geräte, und tragbare Netzteile, haben auch die Lithium-Batterie-Technologie weit verbreitet, da sie lange Betriebszeiten und eine stabile Leistung bieten können.
Anwendung von Blei-Säure-Batterien
- Automobile und Motorräder: Herkömmliche Fahrzeuge und Motorräder mit Verbrennungsmotor verwenden aufgrund ihrer geringeren Kosten und Zuverlässigkeit häufig Blei-Säure-Batterien als Startbatterien.
- UPS (Unterbrechbarer Stromversorgung) : Blei-Säure-Batterien werden in USV-Systemen häufig zur vorübergehenden Notstromversorgung eingesetzt, um sicherzustellen, dass die Geräte im Falle eines Stromausfalls oder Netzausfalls weiter funktionieren.
- Solarenergiespeichersysteme: In einigen kostengünstigen und kleinen Solaranlagen, Blei-Säure-Batterien werden auch zur Speicherung von Solarstrom für die spätere Nutzung verwendet.
Zusamenfassend, Lithiumbatterien haben ein breites Anwendungsspektrum in mobilen Geräten, Elektrofahrzeuge und Haushaltselektronik und andere Bereiche, aufgrund seiner hohen Energiedichte und langen Lebensdauer, Geeignet für Szenarien mit hohen Leistungs- und Volumengewichtsanforderungen.
Im Gegensatz, Blei-Säure-Batterien werden hauptsächlich in herkömmlichen Starterbatterien für Fahrzeuge verwendet, USV-Systeme und einige kleine Solarenergiespeichersysteme, Geeignet für kostensensible Anwendungen und Szenarien mit geringen Anforderungen an die Energiedichte.
Abschluss
Wie bei jedem großen Einkauf, wie Solarenergie und Batterien (paarweise oder alleine), Sie müssen Ihre Optionen abwägen. Du kannst Kontaktieren Sie GYCX Solar um ein schlüsselfertiges Angebot für Ihre Solaranlage von einem vorab geprüften Solarinstallateur vor Ort zu erhalten. Wenn Sie daran interessiert sind, Batteriespeicher mit Ihrem System zu koppeln, Sie können hier klicken, um jetzt ein Angebot zu erhalten. Auch wenn Solarinstallateure die Batterien nicht selbst installieren, Sie können Solarpanelsysteme entwerfen, sodass Sie später Batterien hinzufügen können.
