Litiaj baterioj distingiĝas de aliaj bateriaj kemioj pro sia alta energia denseco kaj malalta kosto por ciklo. Tamen "litia baterio" estas ambigua termino. Estas ĉirkaŭ ses oftaj kemioj de litiaj baterioj, ĉiuj kun siaj propraj unikaj avantaĝoj kaj malavantaĝoj. Por renovigeblaj energiaj aplikoj, la superrega kemio estas Litia Fera Fosfato (LiFePO4). Ĉi tiu kemio havas bonegan sekurecon, kun granda termika stabileco, altaj aktualaj taksoj, longa cikla vivo kaj toleremo al misuzo.
Litia Fera Fosfato (LiFePO4) estas ekstreme stabila litia kemio kompare kun preskaŭ ĉiuj aliaj litiaj kemioj. La baterio estas kunmetita kun nature sekura katoda materialo (fera fosfato). Kompare kun aliaj litiaj kemiistoj fera fosfato antaŭenigas fortan molekulan ligon, kiu eltenas ekstremajn ŝarĝajn kondiĉojn, plilongigas ciklan vivon kaj konservas kemian integrecon dum multaj cikloj. Jen kio donas al ĉi tiuj baterioj grandan termikan stabilecon, longan ciklan vivon kaj toleremon al misuzo. LiFePO4-kuirilaroj ne emas varmigi, nek disponas al "termika forkuro" kaj tial ne tro varmigas aŭ ekbruligas kiam submetitaj al strikta misuzado aŭ severaj mediaj kondiĉoj.
Male al inundita plumba acido kaj aliaj bateriaj kemioj, Litiaj baterioj ne eligas danĝerajn gasojn kiel hidrogenon kaj oksigenon. Ankaŭ ne ekzistas danĝero de ekspozicio al kaŭstikaj elektrolitoj kiel sulfata acido aŭ kalia hidroksido. Plejofte, ĉi tiuj kuirilaroj povas esti stokitaj en malvastaj lokoj sen risko de eksplodo kaj taŭga projektita sistemo ne devas postuli aktivan malvarmigon aŭ ventoladon.
Litiaj baterioj estas aro kunmetita de multaj ĉeloj, kiel plumb-acidaj baterioj kaj multaj aliaj bateriaj specoj. Plumbacidaj baterioj havas nominalan tension de 2V / ĉelo, dum litiaj bateriaj ĉeloj havas nominalan tension de 3.2V. Tial, por atingi 12V-baterion, vi kutime havos kvar ĉelojn konektitajn en serio. Ĉi tio igos la nominalan tension de LiFePO4 12.8V. Ok ĉeloj konektitaj en serio faras 24V-baterion kun nominala tensio de 25.6V kaj dek ses ĉeloj konektitaj en serio faras 48V-baterion kun nominala tensio de 51.2V. Ĉi tiuj tensioj funkcias tre bone kun viaj tipaj 12V, 24V kaj 48V-invetiloj.
Litiaj baterioj estas ofte uzataj por rekte anstataŭigi la plumb-acidajn bateriojn, ĉar ili havas tre similajn ŝarĝajn tensiojn. Baterio LiFePO4 de kvar ĉeloj (12,8V), kutime havos maksimuman ŝarĝan tension inter 14,4-14,6V (depende de rekomendoj de fabrikantoj). Kio estas unika al litia baterio, estas, ke ili ne bezonas sorban ŝarĝon aŭ esti tenataj en konstanta tensia stato dum signifaj tempodaŭroj. Tipe, kiam la baterio atingas la maksimuman ŝarĝan tension, ĝi ne plu bezonas esti ŝargita. La malŝarĝaj trajtoj de kuirilaroj LiFePO4 ankaŭ estas unikaj. Dum malŝarĝo, litiaj baterioj konservos multe pli altan tension ol plumb-acidaj baterioj kutime ŝarĝus. Ne malofte litia baterio faligas nur kelkajn dekonojn de volto de plena ŝarĝo al 75% elŝutita. Ĉi tio malfaciligas la informon pri kiom da kapacito estis uzata sen ekipado de kuirilaro.
Signifa avantaĝo de litio super plumb-acidaj baterioj estas, ke ili ne suferas deficitan bicikladon. Esence, ĉi tio okazas kiam la baterioj ne povas esti plene ŝarĝitaj antaŭ ol esti malŝarĝitaj denove la sekvan tagon. Ĉi tio estas tre granda problemo kun plumb-acidaj kuirilaroj kaj povas antaŭenigi signifan platon-degeneron se plurfoje cirkuli tiamaniere. Kuirilaroj LiFePO4 ne bezonas esti plene ŝargita regule. Fakte eblas iomete plibonigi ĝeneralan vivdaŭron kun iometa parta ŝarĝo anstataŭ plena ŝarĝo.
Efikeco estas tre grava faktoro dum projektado de sunaj elektraj sistemoj. La rondira efikeco (de plena al morta kaj reen al plena) de la averaĝa plumbacida baterio estas ĉirkaŭ 80%. Aliaj kemioj povas esti eĉ pli malbonaj. La rondira energia efikeco de litia fera fosfato-kuirilaro estas pli ol 95-98%. Ĉi tio sole estas signifa plibonigo por sistemoj sen sunaj energioj dum vintro, la ŝparado de brulaĵo de ŝargado de generatoro povas esti grandega. La absorba ŝarĝa stadio de plumb-acidaj baterioj estas aparte malefika, rezultigante efikecon de 50% aŭ eĉ malpli. Konsiderante ke litiaj baterioj ne absorbas ŝarĝon, la ŝarĝa tempo de tute malŝarĝita al tute plena povas esti nur du horoj. Ankaŭ gravas noti, ke litia baterio povas preskaŭ komplete malŝarĝi kiel taksita sen signifaj malutiloj. Tamen gravas certigi, ke la unuopaj ĉeloj ne tro malŝarĝas. Ĉi tio estas la tasko de la integrita Bateria Administrada Sistemo (BMS).
La sekureco kaj fidindeco de litiaj kuirilaroj estas granda zorgo, do ĉiuj aroj devas havi integran Baterian Administran Sistemon (BMS). La BMS estas sistemo, kiu monitoras, taksas, ekvilibrigas kaj protektas ĉelojn kontraŭ funkciado ekster la "Sekura Funkcia Areo". La BMS estas esenca sekureca ero de litia bateria sistemo, kontrolanta kaj protektante la ĉelojn ene de la baterio kontraŭ tro kurento, sub / super tensio, sub / super temperaturo kaj pli. Ĉelo LiFePO4 estos konstante damaĝita se la tensio de la ĉelo iam falos al malpli ol 2,5V, ĝi ankaŭ estos konstante damaĝita se la tensio de la ĉelo pliiĝos al pli ol 4,2V. La BMS kontrolas ĉiun ĉelon kaj malhelpos damaĝon al la ĉeloj en kazo de sub / super tensio.
Alia esenca respondeco de la BMS estas ekvilibrigi la pakon dum ŝargado, garantiante ke ĉiuj ĉeloj ricevu plenan ŝargon sen troŝarĝo. La ĉeloj de baterio LiFePO4 ne aŭtomate ekvilibrigos fine de la ŝarga ciklo. Estas malgravaj variadoj en la impedanco tra la ĉeloj kaj tiel neniu ĉelo estas 100% identa. Tial, kiam cirkulitaj, iuj ĉeloj estos plene ŝargitaj aŭ malŝarĝitaj pli frue ol aliaj. La varianco inter ĉeloj kreskos signife laŭlonge de la tempo, se la ĉeloj ne estos ekvilibrigitaj.
En plumb-acidaj baterioj, kurento daŭre fluos eĉ kiam unu aŭ pluraj el la ĉeloj estas plene ŝarĝitaj. Ĉi tio rezultas, ke la elektrolizo okazas ene de la baterio, la akvo dividiĝas en hidrogenon kaj oksigenon. Ĉi tiu fluo helpas plene ŝargi aliajn ĉelojn, tiel nature ekvilibrigante la ŝarĝon sur ĉiuj ĉeloj. Tamen tute ŝarĝita litia ĉelo havos tre altan reziston kaj tre malmulta fluo fluos. La malfruaj ĉeloj do ne estos plene ŝargitaj. Dum ekvilibrigado la BMS aplikos malgrandan ŝarĝon al la plene ŝarĝitaj ĉeloj, malhelpante ĝin troŝarĝi kaj permesante al la aliaj ĉeloj kapti.
Litiaj baterioj ofertas multajn avantaĝojn super aliaj bateriaj kemioj. Ili estas sekura kaj fidinda bateria solvo, sen timo de termika forkuro kaj / aŭ katastrofa disfandiĝo, kio estas signifa ebleco de aliaj litiaj bateriaj tipoj. Ĉi tiuj baterioj ofertas ekstreme longan ciklan vivon, kaj iuj fabrikantoj eĉ garantias bateriojn ĝis 10.000 cikloj. Kun altaj malŝarĝaj kaj reŝarĝaj rapidoj pli ol C / 2 kontinua kaj irvoja efikeco ĝis 98%, ne mirigas, ke ĉi tiuj kuirilaroj kaptas tiradon en la industrio. Litia Fera Fosfato (LiFePO4) estas perfekta energio-stokada solvo.