Kun harkitset aurinkoenergian varastointilaitteita, ihmiset kohtaavat yleensä ongelman, minkä tyyppinen akku tulisi valita. Yleisimmät valinnat nykyään ovat lyijyakkuja vs litiumioniakut, ja auttaa sinua päättämään, Tässä artikkelissa verrataan litiumakun ja lyijyakun ominaisuuksia ja vastataan joihinkin usein kysyttyihin kysymyksiin.
Sisällysluettelo
Litiumakku vs lyijyakku Yleiskatsaus
litiumparisto
Litiumioniakut on valmistettu litiummetallista, jossa litiumyhdisteitä käytetään elektrolyytteinä positiivisen ja negatiivisen elektrodin välillä. Sitä käytetään yleisesti kannettavissa elektronisissa laitteissa, sähköajoneuvot ja energian varastointijärjestelmät.
Lyijyakku
Lyijyhappoakut on valmistettu lyijystä ja ne ovat perinteinen akkutyyppi, jossa positiivisen ja negatiivisen elektrodin välinen elektrolyytti on rikkihappoa. Niitä käytetään laajalti autoteollisuudessa, UPS-järjestelmät ja aurinkoenergiasovellukset.
Kuinka lyijyhappoakut vs. litiumioniakut toimivat?
Kuinka litiumioniakut toimivat
Litiumioniakut varastoivat ja vapauttavat energiaa siirtämällä litiumioneja positiivisten ja negatiivisten elektrodien välillä. Latauksen aikana, litiumionit virtaavat positiivisesta elektrodista (litiumyhdiste) negatiiviselle elektrodille (hiili- tai piimateriaali). Purkamisen aikana, litiumionit siirtyvät negatiiviselta elektrodilta takaisin positiiviselle elektrodille. Tämä reaktio saadaan aikaan elektrolyytissä tapahtuvalla ionijohtamisella.
Kuinka lyijyakut toimivat
Lyijyakku on akku, joka varastoi ja vapauttaa energiaa lyijyn ja lyijydioksidin välisen kemiallisen reaktion perusteella.. Latausprosessin aikana, sähkövirta kulkee akun läpi ja hapettaa lyijy-happoliuoksessa olevan lyijyn lyijydioksidiksi (positiivinen) ja puhdasta lyijyä (negatiivinen). Purkamisprosessin aikana, lyijyhappoliuoksessa oleva lyijyoksidi reagoi puhtaan lyijyn kanssa, vapauttaa elektroneja ja tuottaa sähkövirtaa. Lyijyhappoakut ja litiumioniakut käyttävät samanlaista prosessia, mutta materiaali on eri.
Ero lyijyakkujen ja litiumioniakkujen välillä
Käytetyt materiaalit
Lyijyhappo- ja litiumioniakut toimivat periaatteessa samalla tavalla, erona on katodeina käytetyt materiaalit, anodit, ja elektrolyytit. Lyijyakut käyttävät lyijyä anodina, lyijyoksidi katodina, ja rikkihappoa elektrolyyttinä. Litiumioniakut käyttävät anodina hiiltä, litiumoksidi katodina, ja litiumsuola elektrolyyttinä.
Elinikä
Akun käyttöikä viittaa lataus- ja purkausjaksojen määrään, jonka akku voi suorittaa vaikuttamatta sen suorituskykyyn. Litiumioniakkujen käyttöikä on yleensä 5000 ajat, ja täysi purkaus ei vaikuta syklin käyttöikään. Lyijyakut voivat kestää 300 to 500 syklit, ja täydellinen purkautuminen vaikuttaa niiden elinkaareen. Siis molempien elinkaaren aikana, litiumioniakut ovat kustannustehokkaampia.
Kustannus
Lyijyakkujen hankintahinta ja asennuskustannukset ovat yleensä alhaisemmat litiumioniakkuihin verrattuna. Mutta litiumioniakut kestävät pidempään kuin lyijyakut, joten lyijyakut ovat vain litiumioniakkuja kustannustehokkaampia lyhytaikaisissa sovelluksissa, ja litiumioniakut ovat yleensä edullisempi valinta.
Akun kapasiteetti
Akun kapasiteetti tarkoittaa akkuun varastoidun energian määrää tilavuusyksikköä kohti, ja vaikka kapasiteettiluvut vaihtelevat akkumallin ja valmistajan mukaan, Litiumioniakkutekniikan on hyvin dokumentoitu olevan huomattavasti korkeampi energiatiheys kuin lyijyakuilla.
Tyypillisten litiumioniakkujen kapasiteetti vaihtelee muutamasta sadasta mAh:sta muutamaan tuhanteen mAh:iin, ja tyypillisten lyijyakkujen kapasiteetti vaihtelee tyypillisesti kymmenistä ampeerista (Ah) satoihin ampeeriin (Ah). Tuloksena, litiumioniakuilla on yleensä suurempi akkukapasiteetti ja ne pystyvät varastoimaan enemmän energiaa samankokoiseen akkuun, which makes them more advantageous in applications that require high energy density.
Purkaussyvyys (DOD)
A battery’s depth of discharge indicates the percentage of batteries that can safely exhaust energy without damaging the battery, typical lithium-ion batteries can safely discharge to 80 to 90 percent of their rated capacity, while lead-acid batteries are recommended to limit discharge to about 50 percent of their rated capacity to ensure optimal performance and longevity.
Tuloksena, lithium-ion has a wider range of discharge depths than lead-acid batteries, which means you can use lithium-ion batteries longer and without recharging, and modern lithium-ion batteries manufactured today are more efficient, with DOD 100%.
Tehokkuus
Efficiency is a key point of comparison when considering lithium-ion batteries versus lead-acid batteries, with more efficient batteries charging faster, and similar to the depth of discharge, an increase in efficiency means that the effective capacity of the battery is higher.
Most lithium-ion batteries have an efficiency of 95% tai korkeampi, due to the high internal resistance, lead acid batteries will produce a certain amount of heat and energy loss during charging and discharging, and the efficiency of lead acid batteries is about 80-85%.
Energiatiheys
Energy density = (nominal battery voltage (V) x rated battery capacity (Ah)) ÷ battery weight
Lithium-ion batteries typically have a higher energy density and are therefore able to store more energy for the same volume or weight.
Lead-acid batteries typically have a lower energy density, joten ne varastoivat vähemmän energiaa samalla tilavuudella tai painolla ja saattavat vaatia enemmän tilaa ja painoa saavuttaakseen saman tehon.
Kestävyys
Akun kesto riippuu siitä, kuinka kauan se kestää. Lyijyakut kestävät jopa 2 vuotta, jos sitä huolletaan oikein, tuo on, veloitetaan jälkeen 50% käyttää, ja vain 350 sykliä tai yksi vuosi, jos se on täysin tyhjä tai enemmän kuin 80%. Lyijyakuilla on korkeampi itsepurkautumisnopeus, joten ne voivat menettää latauksensa, jos niitä säilytetään pitkään, ja ne on ladattava säännöllisesti suorituskyvyn ylläpitämiseksi.
Litiumioniakuille on takuu 10 vuotta ja viimeistä 10,000 syklit. Litiumioniakuilla on tyypillisesti vähemmän itsepurkautumista, siis kun sitä säilytetään pitkään, ne voivat pysyä ladattuina pidemmän aikaa ilman jatkuvaa latausta.
Latausaika
Litiumioniakut latautuvat kahdeksan kertaa nopeammin kuin lyijyakut. Samoilla kapasiteettiolosuhteilla, jos lyijyakku kestää enemmän kuin 10 tuntia ladata, silloin litiumioniakku voidaan ladata alle kolmessa tunnissa.
Turvallisuus
Olipa kyseessä lyijyakku tai litiumioniakku, ylilataus voi aiheuttaa räjähdyksen. Lyijyakkujen rikkihappo on erittäin syövyttävää ja voi vuotaa, joka voi tuottaa vetyä ja happea, jos sitä ladataan liikaa, joka johtaa räjähdykseen. Litiumioniakuissa, termisen karantumisen mahdollisuus on suuri. Lämpöpalaminen on tila, joka tapahtuu, kun akun sisällä syntyvä lämpö ylittää ympäröivään ympäristöön vapautuvan lämmön, saattaa laukaista akun räjähdyksen.
Siksi, onko kyseessä litiumioniakku tai lyijyakku, se vaatii asianmukaista käsittelyä, asennus ja huolto turvallisen toiminnan varmistamiseksi.
Kun valitset litiumioniakkujen ja lyijyakkujen välillä, erityisiä turvallisuusvaatimuksia ja riskinhallintastrategioita olisi harkittava, jotta ne täyttäisivät suunnitellun sovellusskenaarion tarpeet.
Sovellus
Litiumioniakkusovellus
- Mobiililaitteet: Litiumakkuja käytetään laajalti mobiililaitteiden markkinoilla, kuten älypuhelimet, tabletteja, kannettavat tietokoneet ja kannettavat äänilaitteet, koska ne ovat kevyitä, tehokkaita ja niillä on korkea energiatiheys.
- Sähköajoneuvot: Ajoneuvot, kuten sähköautot, sähköpyörät ja sähköskootterit ovat ottaneet litiumparistot päävirtalähtekseensä niiden suuren energiatiheyden vuoksi, pitkä käyttöikä ja nopeat latausominaisuudet.
- Kodin elektroniikka: Kodin elektroniikka, kuten droneja, älykodin laitteet, ja kannettavat virtalähteet, have also widely adopted lithium battery technology because they can provide long service times and stable performance.
Lyijyakkusovellus
- Automobiles and motorcycles: Traditional internal combustion engine vehicles and motorcycles often use lead-acid batteries as starting batteries because of their lower cost and reliability.
- UPS (Uninterruptible Power Supply) : Lead-acid batteries are widely used in UPS systems to provide temporary power backup to ensure that equipment continues to operate in the event of a power outage or grid failure.
- Solar energy storage systems: In some low-cost and small solar systems, lead-acid batteries are also used to store solar power for subsequent use.
Lyhyesti, lithium batteries have a wide range of applications in mobile devices, electric vehicles and household electronics and other fields, korkean energiatiheyden ja pitkän käyttöiän ansiosta, sopii skenaarioihin, joissa on korkeat suorituskyky- ja tilavuuspainovaatimukset.
Verrattuna, lyijyakkuja käytetään pääasiassa perinteisissä ajoneuvojen käynnistysakkuissa, UPS-järjestelmät ja jotkut pienet aurinkoenergian varastointijärjestelmät, sopii kustannusherkkään sovelluksiin ja skenaarioihin, joissa energiatiheysvaatimukset ovat alhaiset.
Johtopäätös
Kuten minkä tahansa suuren oston yhteydessä, kuten aurinko ja akut (pareittain tai yksin), sinun on harkittava vaihtoehtojasi. Sinä pystyt ota yhteyttä GYCX Solariin saadaksesi avaimet käteen -tarjouksen aurinkosähköasennuksestasi etukäteen tarkastetulta paikalliselta aurinkosähköasentajalta. Jos olet kiinnostunut yhdistämään akkutallennustilan järjestelmääsi, voit napsauttaa tästä saadaksesi tarjouksen nyt. Vaikka aurinkoasentajat eivät asentaisi akkuja itse, he voivat suunnitella aurinkopaneelijärjestelmiä, jotta voit lisätä paristoja myöhemmin.
