BATTERIE AGLI IONI DI LITIO
Il litio – ioni di batterie (o Li-ion) sono il tipo che si ottiene sul vostro iPhone e computer portatile. Sono anche il tipo di batteria che si trova all’interno di Tesla Powerwall.
BATTERIE DI LITIO LITIO (LI-ION): Storia
Nel 1991, Sony e Asahi Kasei lanciarono la prima batteria commerciale agli ioni di litio. Le prime batterie sono state utilizzate per i prodotti di consumo e ora, approfittando del successo di queste batterie agli ioni di litio (Li-ion), molte aziende stanno sviluppando celle di formato più grande da utilizzare nelle applicazioni di immagazzinamento dell’energia.
Molti sperano anche che ci siano significative sinergie con la comparsa di veicoli elettrici (EV) alimentati da batterie agli ioni di litio .
La flessibilità della tecnologia agli ioni di litio nelle applicazioni EV, dalle piccole batterie ad alta potenza per l’accumulo di energia ibrida, alle batterie di media potenza che forniscono solo autonomia elettrica e accumulo di energia in ibridi plug-in, fino a batterie ad alta energia elettricità -solo in veicoli, ha un valore simile a l’ accumulo di energia.
ione di litio è stato attuato in una vasta gamma di applicazioni immagazzinamento dell’energia, dalla potenza della batteria di poche chilowattora nel residenziale tetto fotovoltaici a contenitori di batteria diversi megawatt per fornire servizi di rete ausiliari.
Cosa sono le batterie al litio?
Una batteria al litio è una cella galvanica primaria (monouso o non ricaricabile) che ha l’anodo di metallo al litio o composti di litio . Si differenzia dalle altre batterie per l’elevata densità di carica (lunga durata) e l’elevato costo per unità
In termini comprensibili alla maggior parte, una batteria ricaricabile agli – ioni, chiamato anche Li-Ion, è un tipo di accumulatore, cioè un dispositivo che può immagazzinare energia elettrica, che è stato sviluppato in mente l’uso come elettrolita sale di litio, per cui si ottiene la quantità necessaria di ioni per la reazione elettrochimica tra il catodo e l’anodo è realizzato , con il quale l’energia viene ottenuta.
Prima di tutto dobbiamo chiarire che ci sono due diversi tipi di batterie al litio, che separano i dispositivi dal tipo usato l’uno dall’altro. Prima sono chiamate batterie agli ioni di litio (Li-Ion) e in secondo luogo il polimero batterie litio (Li – Po), che pur offrendo le stesse proprietà elettriche, sostanzialmente differenziato dall’implementazione viene fatto ogni uno di loro, come possiamo vedere qui sotto.
Nel caso di batterie agli ioni di litio, queste vengono utilizzate quando la batteria o lo spazio in cui devono essere alloggiati è rettangolare o con una forma ad angolo retto, per questo sono il tipo di batteria più utilizzato negli smartphone e compresse di forme convenzionali.
Invece la batterie ai polimeri di litio , piuttosto ioni di litio del polimero, sono utilizzati in questi dispositivi le cui forme non sono frequenti, ad esempio curve smartphone, smartwatches e altri dispositivi non così diritte.
Principali vantaggi delle batterie al litio
Le batterie al litio offrono un’eccellente stabilità e le caratteristiche di alimentazione attuali, motivo per cui sono le più utilizzate per alimentare tutti i tipi di dispositivi in cui richiede un elevato livello di energia ma consegnati in modo efficiente.
Inoltre, rispetto ad altri tipi di batterie, le batterie al litio sono più leggere, il che consente un peso finale inferiore del dispositivo che le utilizza. Sono anche più piccoli, quindi sono perfettamente adatti per gli schieramenti dove c’è un posto ridotto per la batteria, come nel caso degli smartphone e dei tablet.
Tuttavia, i benefici di batterie al litio non sono solo in termini di dimensioni e peso, come sono anche eccellenti in termini di prestazioni elettriche: Sono in grado di fornire 3,7 volt per cella, non soffrono da modo – chiamato “effetto memoria”, che è fondamentalmente un effetto con il quale le batterie riducono la loro capacità di carico e cosa succede quando le batterie vengono ricaricate senza essere state completamente scaricate.
Va notato che per evitare l’effetto memoria, dobbiamo ricordare che non dobbiamo aspettare che la batteria si scarichi completamente per eseguire una ricarica , è solo necessario tener conto che tutte le cariche che facciamo sono complete, vale a dire che raggiungono il 100%.
Un altro vantaggio delle batterie al litio è che possiamo lasciarle collegate al loro caricabatterie anche se sono state caricate senza alcun rischio di surriscaldamento e quindi incendio.
Dobbiamo anche tenere a mente che le batterie al litio sono molto stabili quando vengono scaricate, cioè la tensione varia in modo quasi impercettibile, il che elimina la necessità di un regolatore di tensione. Oltre a questo, possiamo anche dire che con una batteria al litio, l’autoscarica, vale a dire la capacità della batteria stessa di perdere la propria carica, è molto piccola. Ciò significa che se conserviamo una batteria al litio inutilizzata per un mese, ad esempio, verrà scaricato solo il 6%, un valore molto inferiore rispetto ad altri tipi di batterie come batterie Ni-Mh o Ni-Cd.
Principali svantaggi delle batterie al litio
Nonostante le eccellenti condizioni elettriche, le batterie al litio hanno anche i loro svantaggi, ad esempio, che la durata di una batteria di questo tipo è di soli 3 anni, limitando così la vita del dispositivo che eccita.
Un altro svantaggio molto importante delle batterie al litio è che supportano un numero limitato di cariche, che secondo il modello e le condizioni possono salire fino a 1200.
Può anche ridurre le sue prestazioni quando le condizioni di temperatura sono basse, cioè quando fa freddo. In questi scenari, possono ridurre la loro durata fino al 25%
Come funziona il litio betria?
Una batteria ad occhio nudo può sembrare semplice, tuttavia per poter ottenere energia elettrica da essi, interagiscono complicati processi elettrochimici. Né le batterie al litio sfuggono a questo principio.
In questo tipo di batterie, l’elemento utilizzato come elettrolita sono i sali di litio, che agiscono come una sorta di passaggio per la corrente che scorre tra l’anodo e il catodo e può alimentare il dispositivo con l’energia che si accumula all’interno.
Quando la batteria è in uso, gli ioni di litio fluiscono dal catodo all’anodo erogando la corrente fino a quando gli ioni non si trovano sull’anodo. Tutto questo fa parte di un processo molto più complesso chiamato “Ossidazione” e “Riduzione”.
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Infatti, Tesla collega semplicemente migliaia di celle agli ioni AA insieme e assemblate in un liquido batteria raffreddata, avvolto in un armadio metallico a tenuta, che a sua volta è avvolto nella sua protezione di plastica distintivo di lusso.
Ma Tesla non è l’unica azienda che produce batterie solari agli ioni di litio e ci sono alcune buone alternative Tesla Powerwall disponibili.
Ad esempio, LG ha lanciato la sua batteria RESU, nella foto, che offre prestazioni simili. Ci sono molte altre aziende che arrivano sul mercato con pacchi batterie agli ioni di litio mentre parliamo.
Questa tecnologia ha una grande possibilità di diventare la tecnologia di batteria domestica più popolare nei prossimi anni.
Ciò è dovuto principalmente al fatto che le batterie agli ioni di litio possono essere scaricate più profondamente e avere una durata maggiore rispetto alle batterie al piombo-acido. Daranno tra 4.000 e 6.000 cicli con una scarica dell’80%, quindi avranno una vita utile di 13-18 anni.
Il suo principale svantaggio, almeno in questo momento, è che sono circa il 50% più costosi delle batterie al piombo per la stessa quantità di storage.
Tuttavia, si prevede che questo cambierà rapidamente nei prossimi 5 anni, poiché la produzione in serie di batterie agli ioni di litio (come nella fabbrica di batterie Tesla, la Gigafactory) riduce significativamente il costo dello stoccaggio agli ioni di litio.
Come distinguere i diversi tipi di batterie agli ioni di litio?
Esistono due principali tecnologie delle batterie agli ioni di litio: NMC (Nickel Manganese Cobalt) e LiFePO (Lithium Iron Phosphate)
La tecnologia della batteria NMC, con la sua alta densità di energia, è molto adatta per veicoli elettrici, mentre la tecnologia LiFePO è più adatta per applicazioni di stoccaggio residenziale.
Tesla Powerwall 2 e LG Chem RESU utilizzano la tecnologia NMC e quelle aziende sostengono con forza che NMC è la scelta migliore per la tua casa.
Marchi come Simpliphi e DCS usano la tecnologia LiFePO, e gli piace sottolineare che LiFePO è intrinsecamente più sicuro perché è più difficile (ma non impossibile) farli passare perdite termiche, note anche come esplosioni.
Puoi chiedere perché le aziende utilizzerebbero la tecnologia NMC per l’archiviazione residenziale.
La risposta breve è perché le sue opere (come Gigafactory Tesla) stanno producendo massiccia agli ioni di litio per veicoli elettrici quantità NMC, in modo credono di poter utilizzarli anche in una batteria residenziale.
Le batterie NMC sono anche, per ora, più economiche da produrre rispetto alle batterie LiFePO. Questo potrebbe tener conto del motivo per cui alcune aziende preferiscono la tecnologia NMC rispetto a LiFePO.
Quanto costa un impianto solare agli ioni di litio?
Tutto ciò dipende dalla marca della batteria scelta. Come accennato, ci sono un certo numero di concorrenti nello spazio di archiviazione della batteria agli ioni di litio, con una grande variazione nel prezzo per kWh.
Tuttavia, tutti sembrano essere promossi su Tesla Powerwall, quindi lo userò in questo esempio. Un Tesla Powerwall 2 da 14kWh dovrebbe vendere intorno ai $ 6478,98.
Per fare un calcolo approssimativo del prezzo, un sistema solare da 5kW con un inverter compatibile con la batteria costa circa $ 8.000. Se si aggiunge il prezzo di Powerwall 2 di $ 6478,98 a questo, si finirà con un costo totale di circa $ 12400.
Sarò il primo ad ammettere che $ 11874 è un sacco di soldi, anche se sei estremamente interessato ad aggiungere l’accumulatore al tuo impianto solare.
La mia raccomandazione è che le persone aspettino dai 3 ai 5 anni perché i prezzi della batteria diminuiscano ancora di più prima che considerino l’aggiunta al loro ho
