När du överväger lagringsenheter för solenergi, människor ställs vanligtvis inför problemet med vilken typ av batteri som ska väljas. De vanligaste valen idag är blybatterier mot litiumjonbatterier, och hjälpa dig att bestämma, den här artikeln kommer att jämföra egenskaperna hos litiumbatterier vs blybatterier och svara på några vanliga frågor.
Översikt över litiumbatteri vs blybatteri
litiumbatteri
Litiumjonbatterier är gjorda av litiummetall, där litiumföreningar används som elektrolyter mellan de positiva och negativa elektroderna. Det används ofta i bärbara elektroniska enheter, elfordon och energilagringssystem.
Blybatteri
Blysyrabatterier är gjorda av bly och är en traditionell typ av batteri där elektrolyten mellan de positiva och negativa elektroderna är svavelsyra. De används ofta inom bilindustrin, UPS-system och solenergiapplikationer.
Hur fungerar blybatterier vs litiumjonbatterier?
Hur litiumjonbatterier fungerar
Litiumjonbatterier lagrar och frigör energi genom att flytta litiumjoner mellan positiva och negativa elektroder. Under laddning, Litiumjoner flyter från den positiva elektroden (litiumförening) till den negativa elektroden (kol eller kiselmaterial). Under utskrivning, Litiumjoner rör sig från den negativa elektroden tillbaka till den positiva elektroden. Denna reaktion uppnås genom jonledning i elektrolyten.
Hur blybatterier fungerar
Ett blybatteri är ett batteri som lagrar och frigör energi baserat på en kemisk reaktion mellan bly och blydioxid. Under laddningsprocessen, en elektrisk ström passerar genom batteriet och oxiderar blyet i bly-syralösningen till blydioxid (positiv) och rent bly (negativ). Under utskrivningsprocessen, blyoxiden i blysyralösningen reagerar med rent bly, frigör elektroner och genererar en elektrisk ström. Blysyrabatterier och litiumjonbatterier använder en liknande process, men materialet är annorlunda.
Skillnaden mellan blybatterier och litiumjonbatterier
Materialen som används
Blysyra- och litiumjonbatterier fungerar i princip på samma sätt, med skillnaden är de material som används som katoder, anoder, och elektrolyter. Blybatterier använder bly som anod, blyoxid som katod, och svavelsyra som en elektrolyt. Litiumjonbatterier använder kol som anod, litiumoxid som katod, och litiumsalt som elektrolyten.
Livslängd
Batterilivslängd hänvisar till antalet laddnings- och urladdningscykler ett batteri kan göra utan att påverka dess prestanda. Cykellivslängden för litiumjonbatterier är vanligtvis 5000 gånger, och full urladdning påverkar inte cykelns livslängd. Blybatterier kan hålla 300 till 500 cykler, och full urladdning kommer att påverka deras livscykel. Så under bådas livstid, litiumjonbatterier är mer kostnadseffektiva.
Kosta
Blybatterier har generellt lägre inköpspris och installationskostnad jämfört med litiumjonbatterier. Men litiumjonbatterier håller längre än blybatterier, så blybatterier är bara mer kostnadseffektiva än litiumjon i kortsiktiga tillämpningar, och litiumjonbatterier är i allmänhet ett mer fördelaktigt val.
Batterikapacitet
Batterikapacitet avser mängden energi som lagras i ett batteri per volymenhet, och medan kapacitetssiffrorna varierar beroende på batterimodell och tillverkare, litiumjonbatteriteknologi har dokumenterats ha betydligt högre energitäthet än blybatterier.
Typiska litiumjonbatterier varierar i kapacitet från några hundra mAh till några tusen mAh, och typiska blybatterier varierar vanligtvis i kapacitet från tiotals ampere (ah) till hundratals ampere (ah). Som ett resultat, Litiumjonbatterier har vanligtvis en högre batterikapacitet och kan lagra mer energi i ett batteri av samma storlek, vilket gör dem mer fördelaktiga i applikationer som kräver hög energitäthet.
Urladdningsdjup (DOD)
Ett batteris urladdningsdjup anger procentandelen batterier som säkert kan tömma energi utan att skada batteriet, typiska litiumjonbatterier kan säkert laddas ur till 80 till 90 procent av sin nominella kapacitet, medan blybatterier rekommenderas för att begränsa urladdningen till ca 50 procent av sin nominella kapacitet för att säkerställa optimal prestanda och livslängd.
Som ett resultat, litiumjon har ett bredare intervall av urladdningsdjup än blybatterier, vilket innebär att du kan använda litiumjonbatterier längre och utan att ladda om, och moderna litiumjonbatterier som tillverkas idag är mer effektiva, med DOD 100%.
Effektivitet
Effektivitet är en viktig jämförelsepunkt när man överväger litiumjonbatterier kontra blybatterier, med effektivare batterier som laddas snabbare, och liknande urladdningsdjupet, en ökning av verkningsgraden innebär att batteriets effektiva kapacitet är högre.
De flesta litiumjonbatterier har en verkningsgrad på 95% eller högre, på grund av det höga inre motståndet, blybatterier kommer att producera en viss mängd värme och energiförlust under laddning och urladdning, och effektiviteten hos blybatterier handlar om 80-85%.
Energitäthet
Energitäthet = (nominell batterispänning (V) x nominell batterikapacitet (ah)) ÷ batterivikt
Litiumjonbatterier har vanligtvis en högre energitäthet och kan därför lagra mer energi för samma volym eller vikt.
Blybatterier har vanligtvis en lägre energitäthet, så de lagrar mindre energi för samma volym eller vikt och kan kräva mer utrymme och vikt för att uppnå samma effekt.
Varaktighet
Ett batteris hållbarhet beror på hur länge det kan hålla. Bly-syra batterier kan hålla upp till 2 år om det underhålls på rätt sätt, som är, laddas efter 50% använda, och endast 350 cykler eller ett år om det är helt tömt eller mer än 80%. Blybatterier har en högre självurladdningshastighet, så de kan tappa laddningen när de lagras under en längre tid och behöver laddas upp med jämna mellanrum för att behålla sin prestanda.
Litiumjonbatterier garanteras 10 år och sista 10,000 cykler. Litiumjonbatterier har vanligtvis mindre självurladdningshastighet, så när den lagras under lång tid, de kan förbli laddade under en längre tid utan att behöva laddas ofta.
Laddningstid
Litiumjonbatterier kan laddas åtta gånger snabbare än blybatterier. Under samma kapacitetsförhållanden, om blybatteriet tar mer än 10 timmar att ladda, då kan litiumjonbatteriet laddas på mindre än tre timmar.
Säkerhet
Oavsett om det är ett blybatteri eller ett litiumjonbatteri, överladdning kan orsaka en explosion. Svavelsyran i blybatterier är mycket frätande och har potential för läckage, som kan producera väte och syre om det överladdas, leder till en explosion. I litiumjonbatterier, potentialen för termisk flykt är hög. Termisk runaway är ett tillstånd som uppstår när värmen som genereras inuti ett batteri överstiger värmen som avges till den omgivande miljön, kan utlösa en batteriexplosion.
Därför, oavsett om det är ett litiumjonbatteri eller ett blybatteri, det kräver korrekt hantering, installation och underhåll för att säkerställa säker drift.
När du väljer mellan litiumjon- och blybatterier, specifika säkerhetskrav och riskreducerande strategier bör övervägas för att möta behoven i det avsedda tillämpningsscenariot.
Ansökan
Applicering av litiumjonbatteri
- Mobila enheter: Litiumbatterier används ofta på marknaden för mobila enheter, som smartphones, tabletter, bärbara datorer och bärbara ljudenheter, eftersom de är lätta, effektiv och har en hög energitäthet.
- Elfordon: Fordon såsom elbilar, elcyklar och elskotrar har antagit litiumbatterier som sin huvudsakliga kraftkälla på grund av sin höga energitäthet, lång livslängd och snabbladdningsegenskaper.
- Hemelektronik: Hemelektronik, som drönare, smarta hemenheter, och bärbara nätaggregat, har också i stor utsträckning anammat litiumbatteriteknik eftersom de kan ge långa servicetider och stabil prestanda.
Applicering av bly-syra batteri
- Bilar och motorcyklar: Traditionella fordon och motorcyklar med förbränningsmotor använder ofta blybatterier som startbatterier på grund av deras lägre kostnad och tillförlitlighet.
- POSTEN (Oavbruten strömförsörjning) : Blybatterier används ofta i UPS-system för att tillhandahålla tillfällig strömbackup för att säkerställa att utrustningen fortsätter att fungera i händelse av strömavbrott eller nätavbrott.
- System för lagring av solenergi: I vissa lågkostnads- och små solsystem, bly-syra batterier används också för att lagra solenergi för efterföljande användning.
Kortfattat, litiumbatterier har ett brett utbud av tillämpningar i mobila enheter, elfordon och hushållselektronik och andra områden, på grund av dess höga energitäthet och långa livslängd, lämplig för scenarier med höga krav på prestanda och volymvikt.
Däremot, blybatterier används främst i traditionella startbatterier för fordon, UPS-system och några små system för lagring av solenergi, lämplig för kostnadskänsliga applikationer och scenarier med krav på låg energitäthet.
Slutsats
Som med alla stora köp, som solenergi och batterier (i par eller ensam), Du måste överväga dina alternativ. Du kan kontakta GYCX Solar för att få en nyckelfärdig offert för din solcellsinstallation från en förkontrollerad lokal solcellsinstallatör. Om du är intresserad av att para ihop batterilagring med ditt system, du kan klicka här för att få en offert nu. Även om solcellsinstallatörer inte installerar batterier själva, de kan designa solpanelsystem så att du kan lägga till batterier senare.
