Quais são as principais vantagens das baterias de tecnologia íons de lítio?

Com o Desenvolvimento de mercados tecnológicos e potenciais de vendas, o armazenamento de Energia EM baterias de lítio está se desenvolvendo EM direção à Grande escala, Alta eficiência, Vida longa e poluição zero.

.1. As vantagens Da bateria de lítio

(1) Com o USO de materiais de eléctrodo positivos para baterias de fosfato de ferro de lítio de lítio de lítio (tais Como .E a SUA função de segurança também FOI melhorada.Nbsp.Assim, o fosfato de ferro de lítio com bateria de lítio de Energia positiva TEM perspectivas de aplicação Mais fortes Na indústria de tecnologia de armazenamento de energia. (2) As baterias de lítio possuem UMA long a vida útil EM relação Ao SEU sistema circulatório.No futuro, a densidade relativa de novas Fontes de Energia será relativamente baixa.Assim, comparando-se com as baterias tradicionais, cuja Vida EM bateria é Pobre e preço é relativamente alto, baterias de lítio mantém maior possibilidade de ser usado Na indústria de tecnologia de armazenamento de energia.

(3) A bateria de lítio TEM Boas características múltiplas e é Muito fácil de ser fabricada.E será Mais benéfico para a aplicação Da indústria de tecnologia de armazenamento de energia, POIs Pode ajudar Muito a melhorar a resistência a Altas temperaturas e Sistemas de Ciclo pobres.

(4) O sistema

de armazenamento de baterias de lítio está Agora a contabilizar UMA Grande parte DOS actuais Sistemas de armazenamento de Energia recarregáveis EM bateria no mundo, e as baterias de lítio tornar-se-ão a prevalência de Sistemas de armazenamento de Energia no futuro. (5) Com as características Da poluição zero, as baterias de lítio não contêm substâncias tóxicas, tais Como chumbo, flúor e mercúrio.Uma vez que as baterias recarregáveis devem ter Boas propriedades de vedação, Muito pouco vapor será descarregado Durante todo o processo de aplicação;Assim, não é fácil para baterias de lítio causar poluição ambiental.

Outra aplicação e significado do sistema de armazenamento de Energia de baterias de lítio-íon é a for ça motriz Da substituição.Actualmente, as baterias de lítio estão à procura de UMA Nova tendência de desenvolvimento: a possível aplicação no espaço interior, e várias Grandes empresas já estão a competir para iniciar um layout razoável no Mercado de vendas de tecnologias de armazenamento de energia.KIJOJos35;39;A bateria de lítio-íon adota Projeto Montado EM suporte.Como UMA bateria de base 48V, ele Pode ser usado com um sistema de Alta tensão de 240V DC.Além disso, ele também TEM as características de carga rápida e liberação rápida: é Dez vezes Mais rápido do que as baterias de chumbo-ácido, e TEM UMA Vida de Ciclo longo.

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Vantagens e Limitações das Baterias de Lítio-Íon

Quais são as vantagens e limitações das baterias de Lítion -íon?

Vantagens e Limitações das Baterias de Lítio-Íon

O Lítio é o mais leve de todos os metais usados em baterias, tem o maior potencial eletroquímico e fornece a maior densidade de energia por peso. Baterias recarregáveis que usam anodos de metal de lítio (eletrodos negativos) são capazes de fornecer tanto alta tensão quanto excelente capacidade, resultando em uma extraordinária densidade de energia alta. Depois de muita pesquisa em baterias recarregáveis de lítio durante os anos 80, foi descoberto que a o ciclo de carga/descarga causa mudanças no eletrodo de lítio. Essas transformações reduzem a estabilidade térmica, causando potenciais condições de fuga térmica. Quando isso ocorre, a temperatura da célula rapidamente se aproxima do ponto de derretimento do lítio, resultando em uma violenta reação chamada “abertura com chama”. Uma grande quantidade de baterias de lítio recarregáveis enviadas ao Japão teve que regressar em 1991 depois de uma bateria em um telefone celular liberar gases inflamáveis e causar danos no rosto da pessoa. Por causa da instabilidade inerente do metal de lítio, especialmente durante o carregamento, pesquisas conduziram para uma bateria de lítio não-metálica que usa íons de lítio. Embora superficialmente menor em densidade de energia do que a de metal de lítio, a de Lítio-Íon é segura, tomadas certas precauções quando carregando e descarregando.

Em 1991 a SONY comercializou a primeira bateria de Lítio-Íon. Outros fabricantes também se adaptaram à tecnologia. Hoje, a Lítio-Íon é a bateria que mais está crescendo e é a química de bateria mais promissora. A densidade de energia da bateria de Lítio-Íon é tipicamente o dobro das de NiCd padrão. Melhorias nos materiais de eletrodo ativo têm o potencial de aumentar a densidade de energia perto de três vezes em relação às de NiCd. Além da alta capacidade, as características de carga são razoavelmente boas e se comportam como as de NiCd em termos de características de descarga (forma similar do perfil de descarga, mas de tensão diferente). A curva de descarga plana oferece utilização eficiente da energia armazenada em um espectro de tensão desejável. A Lítio-Íon é uma bateria de baixa manutenção, uma vantagem que a maioria das outras químicas não têm.

Não existe memória e nenhum ciclo programado é exigido para prolongar a vida da bateria. Além disso, a auto-descarga é menor que a metade comparado com as de NiCd e NiMH. A alta tensão da célula de Lítio-Íon permite a fabricação de conjuntos de baterias que consistem em apenas uma célula. Muitos dos telefones móveis de hoje funcionam com uma célula simples, uma vantagem que simplifica o projeto da bateria. As tensões de alimentação de aplicações eletrônicas têm caído, o que requer poucas células por conjunto de baterias. Para manter a mesma energia, contudo, são necessárias maiores correntes. Isto enfatiza a importância de uma resistência muito baixa da célula para permitir fluxo irrestrito de corrente Células de Lítio-Íon causam menos dano quando descartadas do que as de Chumbo-Ácido ou baterias à base de Cádmio. Entre a família de Lítio-Íon, o manganês é o mais amigável em termos de descarte. Apesar de suas vantagens totais, as de Lítio-Íon também têm as suas inconveniências. Ela é frágil e requer um circuito de proteção para manter uma operação segura. Embutido dentro de cada conjunto, o circuito de proteção limita a tensão de pico de cada célula durante a carga e previne que a tensão da célula caia muito durante a descarga. Além disso, a máxima corrente de carga e descarga é limitada e a temperatura da célula é monitorada para prevenir temperaturas extremas. O envelhecimento é uma preocupação com a maioria das baterias. Por razões desconhecidas, fabricantes de baterias são silenciosos sobre essa questão. Alguma deterioração da capacidade é perceptível após 1 ano, se a bateria estiver em uso ou não.

Acima de 2 ou talvez 3 anos, a bateria freqüentemente falha. Deve-se mencionar que outras químicas também têm efeitos degenerativos relacionados à idade. Isso é especialmente verdadeiro para as baterias de NiMH se expostas a altas temperaturas ambientes. Armazenar a bateria em um lugar fresco desacelera o processo de envelhecimento da bateria de Lítio-Íon (e outras químicas). Fornecedores recomendam armazenar a 15°C (59°F). Além disso, a bateria apenas deve ser parcialmente carregada quando armazenada. Armazenamento prolongado não é recomendado para baterias de Lítio-Íon. O comprador deve estar ciente da data de fabricação quando comprar baterias de reposição de Lítio-Íon. Infelizmente, essa informação é freqüentemente codificada em um número de série criptografado e está disponível apenas para o fabricante. A mais econômica bateria à base de Lítio em termos da relação de custo por energia é um conjunto de baterias que usa a célula cilíndrica 18650. Essa bateria é um tanto volumosa, mas adequada para aplicações portáteis tais como computação móvel. Se um conjunto de baterias mais fino for requerido (mais fino que 18 mm), a célula prismática de Lítio-Íon é a melhor escolha. Existe um pequeno ou nenhum ganho em densidade de energia por peso e tamanho sobre a 18650, contudo o custo é maior que o dobro. Se uma geometria ultra-fina é necessária (menor que 4 mm), a melhor escolha é a Lítio-Íon Polímero. Essa é a opção mais cara em termos de custo de energia. A de Lítio-Íon Polímero não oferece ganhos de energia apreciáveis sobre os sistemas de Lítio-Íon convencionais, nem combina a durabilidade da célula 18650.

Vantagens

Densidade da energia elevada – potencial para capacidades ainda maiores.

Auto-descarga relativamente baixa – a auto-descarga é menor do que a metade

da NiCd e NiMH.

Manutenção Baixa – nenhuma descarga periódica é necessária; sem memória.

Limitações

Requer circuito de proteção – o circuito da proteção limita a tensão e a corrente.

A bateria é segura se não sobrecarregada.

Sujeito ao envelhecimento, mesmo se não estiver em uso – armazenar a bateria em um lugar fresco e a 40 por cento de estado de carga reduz o efeito do envelhecimento.

Moderada corrente de descarga.

Sujeito aos regulamentos do transporte – o embarque de quantidades maiores de baterias de Lítio-Íon pode estar sujeito ao controle regulador. Esta restrição não se aplica ao carregamento pessoal de baterias.

Caro de se fabricar – aproximadamente 40 por cento maior no custo do que a de NiCd.

Melhores técnicas de fabricação e recolocação de metais raros com alternativas de custo mais baixo, provavelmente reduzirão o preço.

Tecnologia não inteiramente madura – as mudanças em combinações do metal e da química afetam resultados de teste da bateria, especialmente com alguns métodos de testes rápidos.

Cuidado: As baterias do Li-íon têm uma alta densidade de energia. Não faça curto-circuito, não sobrecarregue, não esmague, não bata, não mutile, não penetre, não aplique polaridade reversa, não exponha à alta temperatura e não desmonte.

Use somente a bateria do Li-íon com o circuito de proteção adequado.

A alta temperatura da cápsula, resultante do abuso da célula pode causar dano físico.

O eletrólito é altamente inflamável. A ruptura pode causar a abertura com chama.

Vantagens e Limitações das Baterias Chumbo-Ácido

Quais são as vantagens e limitações das baterias de chumbo ácido

Vantagens e Limitações das Baterias Chumbo-Ácido

É a bateria mais econômica quando o problema do peso pode ser desprezado. É bastante usada em equipamentos hospitalares, cadeira de rodas elétricas, luz de emergência e no-breaks. Inventadas em 1859 pelo físico francês Gaston Planté, as baterias de chumbo ácido foram as primeiras baterias para uso comercial. Atualmente as baterias de chumbo-ácido são usadas em automóveis, empilhadeiras e grandes sistemas de fornecimento de energia elétrica ininterrupta (no-breaks).

Durante a metade dos anos 70, os pesquisadores desenvolveram uma bateria chumbo-ácido livre de manutenção, que pode operar em qualquer posição. O eletrólito líquido foi transformado em separadores umedecidos e o invólucro foi selado. Válvulas de segurança foram adicionadas para permitir a liberação do gás durante a carga e descarga. Direcionada a várias aplicações, surgiram duas designações para essas baterias. São elas: SLA (sealed lead acid – bateria selada chumbo-ácido), também conhecida com o nome comercial de Gelcell e as baterias VRLA (valve regulated lead acid – bateria chumbo-ácido regulada por válvula). Tecnicamente ambas as baterias são as mesmas. Não há uma definição clara de quando uma bateria deixa de ser SLA e passa a ser VLRA. Engenheiros podem argumentar que a palavra “bateria selada” é um engano já que nenhuma bateria pode ser totalmente selada. Em essência, todas são reguladas com válvulas. A bateria SLA tem uma faixa típica de capacidade que vai de 0,2 Ah até 30 Ah. Os usos típicos são no-breaks para computadores, pequenas unidades de iluminação de emergência, ventiladores para cuidar da saúde dos pacientes e cadeiras de rodas elétricas. Por causa do baixo custo e da pequena manutenção, as baterias seladas são a melhor escolha para instrumentos biomédicos e de cuidados com a saúde em hospitais e casas de repouso. As baterias VRLA são usadas em aplicações estacionárias. Sua capacidade vai de 30 Ah até vários milhares de Ah e são encontradas em no-breaks de grande porte, para reserva de energia. Usos típicos são em repetidoras telefônicas, centros de distribuição de energia, hospitais, bancos aeroportos e instalações militares.

Ao contrário das baterias de chumbo-ácido com eletrólito líquido, ambas as baterias SLA e VRLA são projetadas para uma baixa sobre-tensão, de forma a evitar a formação de gases durante a carga. Carga em excesso pode causar aparecimento de gás e depleção de água. Conseqüentemente, as baterias SLA e VRLA não podem nunca ser recarregadas em todo seu potencial. Entre as baterias recarregáveis modernas, a família das baterias de chumbo-ácido tem a menor densidade de energia. Como estamos nos focando em aplicações portáteis vamos tratar daqui para diante exclusivamente das baterias SLA. As baterias SLA não estão sujeitas ao efeito memória. Deixar a bateria em carga flutuante por um período de tempo prolongado não causa nenhum dano. A retenção de carga é a melhor entre todas as baterias recarregáveis. Enquanto que as baterias NiCd se autodescarregam aproximadamente 40 % da sua energia armazenada em três meses, a bateria SLA se autodescarrega na mesma quantidade no período de 01 ano.

A bateria SLA é relativamente barata de se comprar, mas os custos operacionais podem ser maiores que os das baterias NiCd se ciclos a plena carga são exigidos em uma base repetitiva. As baterias SLA devem sempre ser armazenadas carregadas. Deixar a bateria descarregada causa sulfação, uma condição que torna difícil, se não impossível, de se recarregar as baterias.

Diferente das baterias de NiCd, as baterias SLA não gostam de ciclos profundos. Uma descarga completa causa uma tensão extra e cada ciclo de carga/descarga rouba uma pequena quantidade da capacidade da bateria. Essa perda é muito pequena enquanto a bateria está em boa condição de operação, mas se torna mais aguda uma vez que a performance cai abaixo de 80% da sua capacidade nominal. Esta característica de redução também se aplica para outras químicas de baterias em graus variáveis. Para prevenir a bateria de estar “estressada” através de descarga profunda repetitiva, uma bateria SLA de maior capacidade é recomendada. Dependendo da profundidade de descarga e temperatura de operação, a bateria SLA fornece 200 a 300 ciclos de carga/descarga. A primeira razão para seu ciclo de vida relativamente curto é corrosão da grade do eletrodo positivo, depleção do material ativo e expansão das placas positivas. Essas mudanças são predominantes em temperaturas de operação mais altas. Aplicar ciclos de carga/descarga não previnem ou invertem essa tendência.

Existem alguns métodos que melhoram a performance e prolongam a vida da bateria SLA. A temperatura de operação otimizada para uma bateria VRLA é de 25°C (77°F).

Em geral, cada 8°C (15°F) de aumento de temperatura irá cortar a vida da bateria pela metade. A bateria VRLA que deveria durar 10 anos a 25°C estaria boa para apenas 5 anos se operada a 33°C (95°F). A mesma bateria agüentaria pouco mais de um ano a uma temperatura de 42°C (107°F).

Vantagens

Barato e simples de se fabricar — em termos de custo por watt horas, a bateria

SLA é a menos cara.

Tecnologia madura, confiável e bem-compreendida — quando usada

corretamente, a bateria SLA é durável e fornece serviço seguro.

Auto-descarga baixa — a auto-descarga está entre as mais baixas em sistemas de

baterias recarregáveis.

Exigências de manutenção baixas – sem memória; nenhum eletrólito para encher.

Capaz de taxas elevadas de descarga.

Limitações

Não pode ser armazenada em uma condição descarregada – a tensão da célula

não pode cair abaixo de 2,10 Volts