Baterías de litio para sistemas fotovoltaicos 2022

baterías de litio para fotovoltaica es un tipo de batería recargable que utiliza grafito u otros materiales de carbono como electrodo negativo y compuestos que contienen litio como electrodo positivo. Es un tipo de batería que utiliza litio metálico o aleación de litio como material de electrodo positivo/negativo y utiliza una solución de electrolito no acuosa.

1. El desarrollo de las baterías de litio.

En 1981 se concedió la primera patente para baterías de iones de litio.

En 1992, SONY inició la producción en masa de baterías de iones de litio para uso civil.

En 1998, se lanzó al mercado una gran cantidad de baterías cuadradas de iones de litio, que ocuparon una gran cuota de mercado.

En 1999, China inició la producción en masa de baterías de iones de litio.

En segundo lugar, la clasificación de las baterías de litio.

1. Clasificación por forma

Batería de litio cilíndrica

Baterías de litio para fotovoltaica Las baterías cilíndricas de iones de litio generalmente tienen un nombre de modelo de 5 dígitos. Los dos primeros dígitos son el diámetro de la batería, los dos dígitos del medio son su altura. batería y el último dígito 0 representa una forma cilíndrica y la unidad es milímetros.

Las baterías de litio cilíndricas más utilizadas:

batería de litio 18650

batería de litio 14500

batería de litio 18500

batería de litio 21700

batería de litio 26650

Batería de litio 32650 (32700)

Batería de litio cuadrada

La batería de litio cuadrada generalmente se refiere a una batería de litio cuadrada con carcasa de aluminio o acero, que se usa ampliamente en topografía y cartografía, equipos médicos y equipos de prueba portátiles.

2. Clasificación por caparazón

Batería de litio de acero

Baterías de litio para fotovoltaica Las primeras baterías de iones de litio eran principalmente cajas de acero. Debido al gran peso y la escasa seguridad de la carcasa de acero, la estabilidad del acero es fuerte. En una etapa posterior, muchos fabricantes optimizaron la estructura de diseño mediante válvulas de seguridad, PTC y otros dispositivos, lo que aumentó considerablemente su rendimiento de seguridad. Algunos de ellos reemplazaron directamente la carcasa de acero, utilizando una carcasa de aluminio y un estuche blando, como la batería del teléfono celular actual.

Batería de litio con carcasa de aluminio.

Las baterías de iones de litio con carcasa de aluminio son ligeramente mejores que las baterías de iones de litio con carcasa de acero debido a su menor peso y seguridad.

Batería de litio de paquete blando

Las baterías de iones de litio con embalaje flexible están ampliando gradualmente su cuota de mercado debido a su peso ligero, bajo coste de apertura del molde y alta seguridad.

3. Clasificación por material del cátodo

Actualmente existen cuatro tipos de materiales catódicos utilizados en las baterías de iones de litio:

Batería de óxido de cobalto y litio

Batería de litio y manganeso

Batería de fosfato de hierro y litio

Batería de litio de níquel cobalto manganeso (triple)

Una comparación de las características de los materiales del cátodo de la batería de iones de litio es la siguiente:

4. Clasificación por electrolito

Batería líquida de iones de litio

Las baterías líquidas de iones de litio utilizan un electrolito líquido, que es un disolvente orgánico + sal de litio.

Rd

Baterías de litio para fotovoltaica: Las baterías de polímero de iones de litio están siendo reemplazadas por electrolitos de polímero sólido. Este polímero puede estar en “estado seco” o en “estado coloidal”. Actualmente, se utilizan la mayoría de electrolitos en gel polimérico. La matriz polimérica es principalmente HFP-PVDF, PEO, PAN y PMMA.

Todas las baterías de iones de litio de estado sólido

"Batería de litio de estado sólido" es un tipo de batería de litio en la que los electrodos y materiales electrolíticos utilizados en el rango de temperatura de funcionamiento son sólidos y no contienen componentes líquidos, por lo que el nombre completo es "baterías de litio de electrolito sólido".

En tercer lugar, los campos de aplicación de las baterías de litio.

1. Campo de los bienes de consumo

Se utiliza principalmente en productos digitales, teléfonos móviles, fuentes de alimentación móviles, ordenadores portátiles y otros equipos electrónicos. Se utilizan habitualmente baterías de litio 18650 y baterías de polímero de litio.

2. Sector industrial

Se utiliza principalmente en electrónica médica, sistemas de almacenamiento de energía fotovoltaica, infraestructura ferroviaria, comunicaciones de seguridad, topografía y cartografía y otros campos. Se utilizan comúnmente baterías de almacenamiento/suministro de energía de litio, baterías de fosfato de hierro y litio, baterías de polímero de litio y baterías de litio 18650.

3. Campos especiales

Se utiliza principalmente en los campos aeroespacial, naval, navegación por satélite, física de altas energías, etc. Baterías de litio de temperatura ultrabaja de uso común, baterías de litio de alta temperatura, baterías de titanato de litio, baterías de litio a prueba de explosiones, etc.

Cuatro parámetros de la batería de litio.

1. voltaje

plantilla

La diferencia de potencial entre los electrodos positivo y negativo de una batería de litio se denomina voltaje nominal de la batería de litio. La tensión nominal está determinada por el potencial del electrodo del material de la placa y la concentración del electrolito interno.

Tensión de circuito abierto

El voltaje terminal de una batería de litio en condición de circuito abierto se llama voltaje de circuito abierto. El voltaje del circuito abierto de una batería de litio es igual a la diferencia entre el potencial del electrodo de reducción del electrodo positivo y el potencial del electrodo negativo de la batería de litio.

Baterías de litio para fotovoltaica: Tensión de funcionamiento

El voltaje de trabajo se refiere al voltaje que se produce durante el proceso de descarga de la batería de litio después de conectar la carga, también conocido como voltaje de descarga. El voltaje de funcionamiento al comienzo de la descarga de la batería de litio se denomina voltaje inicial.

Voltajes recomendados para baterías de litio:

Batería de litio 12V

Batería de litio 24V

Batería de litio 36V

Batería de litio 48V

2. Capacidad

La cantidad de electricidad que una batería de litio puede entregar bajo ciertas condiciones de descarga se llama capacidad de la batería de litio, la cual está representada por el símbolo C. La unidad comúnmente utilizada es el amperio-hora, conocido como amperio-hora (Ah). o miliamperios-hora (mAh).

La capacidad de una batería de litio se ve afectada por el material del electrodo positivo utilizado, la temperatura de la batería, la velocidad de descarga y el voltaje.

3. Resistencia interna

La resistencia interna de una batería de litio se refiere a la resistencia cuando la corriente pasa por el interior de la batería de litio y la resistencia interna afecta el voltaje de la batería de litio.

4. Ciclo de vida

La vida útil de una batería de litio generalmente se expresa por el número de veces que se utiliza. Un ciclo representa un ciclo completo de carga y descarga de la batería de litio (es decir, la batería de litio se carga de vacía a llena y luego se descarga de llena a vacía).

Nota: Las baterías de litio tienen mejores características de ciclo y generalmente pueden retener alrededor del 80% de su capacidad después de 500 ciclos.

5. Tasa de descarga

La tasa de descarga se refiere al tamaño actual de la batería de litio cuando se descarga. Generalmente se denota por C y se expresa mediante la fórmula:

Baterías de litio para fotovoltaica: Tasa de descarga = corriente de descarga/capacidad nominal

Nota: Dado que las baterías de litio utilizan un electrolito de solvente orgánico, la conductividad generalmente es solo un pequeño porcentaje de la del electrolito de una batería de plomo-ácido o alcalina. Por lo tanto, cuando una batería de iones de litio se descarga con una corriente alta, ya es demasiado tarde para que el Li+ se reponga del electrolito y se producirá una caída de voltaje.

6. Temperatura de trabajo

La temperatura de funcionamiento de una batería de litio se refiere al entorno al que se puede adaptar la batería de litio y a la temperatura de la propia batería cuando puede mantener las funciones normales de carga y descarga.

Cuando la batería de litio está a baja temperatura, la plataforma de descarga disminuirá hasta cierto punto. Cuando la temperatura es alta, afectará el rendimiento del ciclo de la batería y hará que la batería se hinche ligeramente. Por lo tanto, generalmente se recomienda que la batería funcione en el rango de 0-40 °C.

5. Baterías de litio y baterías de plomo-ácido, baterías de hidruro metálico de níquel.

PAQUETE de seis baterías de litio

El PACK de baterías de litio se refiere principalmente al procesamiento y ensamblaje de baterías de litio, que procesan principalmente baterías, placas protectoras, BMS, hojas adhesivas, papel de etiquetas, etc., en los productos requeridos por los clientes mediante la combinación del proceso PACK de baterías.

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Siete, prueba de seguridad de la batería de litio.

La mejor batería de litio debe cumplir con el estándar de seguridad UL2054 (batería de litio) y completar las siguientes pruebas:

Prueba de rendimiento eléctrico

1. Prueba de cortocircuito

2. Prueba de carga anormal

3. Prueba de sobrecarga forzada

4. Prueba de evacuación forzada

5. Prueba de voltaje limitado

Pruebas mecánicas

1. Prueba de compresión (prueba de aplastamiento)

2. Prueba de vibración

Pruebas periféricas

1. Prueba de liberación de presión de fundición

2. Prueba de combustión

3. Prueba de pulverización

Pruebas ambientales

1. Prueba de calentamiento

2. Prueba de ciclo térmico

8. Transporte de baterías de litio

Los métodos de transporte de baterías de litio incluyen el transporte aéreo, el transporte acuático y el transporte terrestre. Los más utilizados son el transporte aéreo y el transporte marítimo.

Debido a que el litio es un metal muy propenso a reacciones químicas, es fácil de expandirse y quemarse, por lo que el embalaje y transporte de las baterías de litio no se manejan adecuadamente y son propensos a quemarse y explotar.

Requisitos de embalaje para baterías de litio:

1. Deberá embalarse en el embalaje de especificación de Naciones Unidas especificado en la Normativa de Mercancías Peligrosas de la DGR de acuerdo con las instrucciones de embalaje aplicables y en el embalaje deberá figurar el número correspondiente.

2. Se deberán colocar etiquetas de peligro de clase 9.

3. Se deberá cumplimentar el formulario de declaración de mercancías peligrosas y presentar el correspondiente certificado de embalaje peligroso.

Requisitos de transporte para baterías de litio:

1. La batería debe pasar los requisitos de prueba UN 38.3 y la prueba de caída del paquete desde 1,2 m.

2. Los documentos de declaración de mercancías peligrosas aportados llevarán el número ONU.

3. La batería debe estar protegida para evitar cortocircuitos y en el mismo embalaje se debe evitar que entre en contacto con materiales conductores que puedan provocar cortocircuitos.

4. Para evitar vibraciones fuertes durante el proceso de manipulación, utilice protectores de esquinas para proteger los lados verticales y horizontales del pallet.

Nueve, cómo utilizar correctamente las baterías de litio.

Baterías de litio para fotovoltaica: Almacenamiento de baterías de litio: las condiciones de almacenamiento más críticas para las baterías de litio son la temperatura y la humedad. Se recomienda almacenarlos en un ambiente con una temperatura de 20°C. Tenga cuidado con la humedad y la humedad y no deje la batería de litio en estado de pérdida de energía. No presione, golpee ni almacene en lugares con fuerte electricidad estática y fuertes campos magnéticos.

Φόρτιση και αποφόρτιση μπαταρίας λιθίου-μην υπερφορτίζετε, μην χρησιμοποιείτε κατώτερους φορτιστές, μην χρησιμοποιείτε τυφλά φορτιστές υψηλής ταχύτητας. Μην αποφορτίζετε περισσότερο από το 80% της χωρητικότητας της μπαταρίας.