リチウム電池は、エネルギー密度が高く、サイクルあたりのコストが低いため、他の電池の化学的性質とは一線を画しています。ただし、「リチウム電池」という用語はあいまいです。リチウム電池には約6つの一般的な化学物質があり、すべて独自の長所と短所があります。再生可能エネルギー用途の場合、主な化学的性質はリン酸鉄リチウム（LiFePO4）です。この化学的性質は、優れた熱安定性、高い電流定格、長いサイクル寿命、および乱用に対する耐性を備えた優れた安全性を備えています。
リン酸鉄リチウム（LiFePO4）は、他のほとんどすべてのリチウム化学と比較した場合、非常に安定したリチウム化学です。バッテリーは、自然に安全なカソード材料（リン酸鉄）で組み立てられています。他のリチウム化学と比較して、リン酸鉄は強力な分子結合を促進し、極端な充電条件に耐え、サイクル寿命を延ばし、多くのサイクルにわたって化学的完全性を維持します。これが、これらのバッテリーに優れた熱安定性、長いサイクル寿命、および乱用に対する耐性を与えるものです。 LiFePO4バッテリーは過熱する傾向がなく、「熱暴走」にさらされることもないため、厳しい取り扱いミスや過酷な環境条件にさらされても過熱したり発火したりすることはありません。
浸水した鉛酸や他の電池の化学的性質とは異なり、リチウム電池は水素や酸素などの危険なガスを排出しません。また、硫酸や水酸化カリウムなどの苛性電解液にさらされる危険もありません。ほとんどの場合、これらのバッテリーは爆発のリスクなしに限られた場所に保管でき、適切に設計されたシステムではアクティブな冷却や通気は必要ありません。
リチウム電池は、鉛蓄電池や他の多くの種類の電池のように、多くのセルで構成されるアセンブリです。鉛蓄電池の公称電圧は2V /セルですが、リチウム電池セルの公称電圧は3.2Vです。したがって、12Vバッテリーを実現するには、通常、4つのセルを直列に接続します。これにより、LiFePO4の公称電圧が12.8Vになります。直列に接続された8つのセルは25.6Vの公称電圧の24Vバッテリーを作り、直列に接続された16のセルは51.2Vの公称電圧の48Vバッテリーを作ります。これらの電圧は、一般的な12V、24V、および48Vインバーターで非常にうまく機能します。
リチウム電池は、充電電圧が非常に似ているため、鉛蓄電池の代わりに直接使用されることがよくあります。 4セルのLiFePO4バッテリー（12.8V）は、通常、最大充電電圧が14.4〜14.6Vです（メーカーの推奨事項による）。リチウム電池の特徴は、吸収電荷を必要としないこと、または一定の電圧状態に長期間保持される必要がないことです。通常、バッテリーが最大充電電圧に達すると、充電する必要がなくなります。 LiFePO4バッテリーの放電特性も独特です。放電中、リチウム電池は、通常負荷がかかっている鉛蓄電池よりもはるかに高い電圧を維持します。リチウム電池が完全充電から75％放電までわずか10分の数ボルトしか低下しないことは珍しいことではありません。これにより、バッテリー監視装置なしで使用された容量を判断することが困難になる可能性があります。
鉛蓄電池に対するリチウムの重要な利点は、それらが赤字サイクルに悩まされないことです。基本的に、これは、翌日再び放電する前にバッテリーを完全に充電できない場合です。これは鉛蓄電池の非常に大きな問題であり、この方法で繰り返しサイクルすると、プレートの大幅な劣化を促進する可能性があります。 LiFePO4バッテリー 定期的に完全に充電する必要はありません。実際、フル充電ではなく、わずかな部分充電で全体の平均寿命をわずかに改善することが可能です。
効率は、太陽光発電システムを設計する際の非常に重要な要素です。平均的な鉛蓄電池の往復効率（フルからデッド、そしてフルに戻る）は約80％です。他の化学物質はさらに悪化する可能性があります。リン酸鉄リチウム電池の往復エネルギー効率は95〜98％以上です。これだけでも、冬の間に太陽光発電が不足しているシステムにとって重要な改善であり、発電機の充電による燃料の節約は途方もないものになる可能性があります。鉛蓄電池の吸収充電段階は特に非効率的であり、その結果、効率は50％以下になります。リチウム電池は充電を吸収しないため、完全に放電してから完全に充電されるまでの充電時間はわずか2時間です。リチウム電池は、重大な悪影響を与えることなく、定格どおりほぼ完全に放電する可能性があることに注意することも重要です。ただし、個々のセルが過放電しないようにすることが重要です。これは、統合バッテリー管理システム（BMS）の仕事です。
リチウム電池の安全性と信頼性は大きな懸念事項であるため、すべてのアセンブリに統合された電池管理システム（BMS）が必要です。 BMSは、セルが「安全な操作領域」の外で動作するのを監視、評価、バランス調整、および保護するシステムです。 BMSは、リチウム電池システムの重要な安全コンポーネントであり、電池内のセルを監視し、過電流、不足/過電圧、不足/過熱などから保護します。 LiFePO4セルは、セルの電圧が2.5V未満に低下すると恒久的に損傷し、セルの電圧が4.2Vを超えると恒久的に損傷します。 BMSは各セルを監視し、低電圧/過電圧の場合のセルへの損傷を防ぎます。
BMSのもう1つの重要な責任は、充電中にパックのバランスを取り、すべてのセルが過充電されることなく完全に充電されることを保証することです。 LiFePO4バッテリーのセルは、充電サイクルの終了時に自動的にバランスを取りません。セル全体のインピーダンスにはわずかな変動があるため、100％同一のセルはありません。したがって、サイクルすると、一部のセルは他のセルよりも早く完全に充電または放電されます。セルのバランスが取れていない場合、セル間の分散は時間の経過とともに大幅に増加します。
鉛蓄電池では、1つまたは複数のセルが完全に充電されている場合でも電流が流れ続けます。これは、バッテリー内で電気分解が行われ、水が水素と酸素に分解した結果です。この電流は他のセルを完全に充電するのに役立ち、したがってすべてのセルの電荷のバランスを自然に取ります。ただし、完全に充電されたリチウムセルは抵抗が非常に高く、電流はほとんど流れません。したがって、遅れているセルは完全に充電されません。バランシング中、BMSは完全に充電されたセルに小さな負荷をかけ、過充電を防ぎ、他のセルが追いつくことを可能にします。
リチウム電池は、他の電池の化学的性質に比べて多くの利点を提供します。これらは安全で信頼性の高いバッテリーソリューションであり、熱暴走や壊滅的なメルトダウンの恐れがありません。これは、他のリチウムバッテリータイプからの大きな可能性です。これらのバッテリーは非常に長いサイクル寿命を提供し、一部のメーカーは最大10,000サイクルのバッテリーを保証しています。 C / 2連続以上の高い放電率と再充電率、および最大98％の往復効率により、これらのバッテリーが業界内で注目を集めているのも不思議ではありません。リン酸鉄リチウム（LiFePO4）は、完璧なエネルギー貯蔵ソリューションです。
100％安全な支払い
