Състезание за батерии: LFP батерия VS NMC батерия.
Коя е най-добрата батерия за съхранение на слънчева енергия?
Батерия LFP или батерия NMC? Коя от тях е най-добрият избор за изграждане на система за съхранение на слънчева енергия?
Системите за съхранение на енергия от литиеви батерии получиха голямо внимание през последните години. Поради значението на батериите за хората (да съхраняват енергия и да я предоставят за използване по всяко време). С непрекъснатите изследвания и разработки има много възможности за избор на материали за батерии.
Материалите, от които са изработени батериите, са важен фактор, влияещ върху работата на батериите, така че не може да се избегне сравнението помежду им. Двата най-често използвани химически материала в системите за съхранение на енергия са литиево-железен фосфат (LFP) и никел-манган-кобалт (NMC).
Все повече компании започват да произвеждат LFP батерии, за да заменят NMC батериите за съхранение на енергия в дома, главно защото литиево-желязно-фосфатните батерии са по-безопасни и по-стабилни.
Но не всички. Все още има известни компании, които използват трикомпонентни батерии като първи избор за съхранение на енергия в дома. И така, коя батерия е по-подходяща?
История и състав на литиевата батерия
Акира Йошино създава първия прототип на литиево-йонна батерия през 1985 г. въз основа на изследванията на Йошино, Гудену и Уитингъм, отличени с Нобелова награда. През 1991 г. екип на Sony създава първата търговска литиево-йонна батерия.
Литиевата батерия може да бъде разделена приблизително на четири компонента. Тези четири компонента са положителен електрод, отрицателен електрод, електролит и сепаратор. Те са незаменими в батерията. Без един от тях батерията не може да функционира. Това, което наричаме LFP батерия и NMC батерия, се отнася до материала на положителния електрод.
Когато батерията се зарежда, литиевите йони се придвижват от катода към анода през електролита и се съхраняват в графитната структура. По време на процеса на разреждане литиевите йони се връщат обратно към катода, като произвеждат електрически ток, който може да се използва за захранване на електронни устройства.
Какво представлява батерията LFP?
Материал на катода: Катодният материал на батерията LFP е LiFePO4
Материал на отрицателния електрод: Отрицателният електрод обикновено е изработен от графит или твърд въглерод.
Състав: В допълнение към материалите за положителния и отрицателния електрод, батерията LFP включва също електролит, в който литиевата сол е разтворена в органичен разтворител, и сепаратор, който изолира положителния и отрицателния електрод.
Неотдавнашната слава на батериите LFP се дължи главно на активното развитие на електрическите превозни средства, които имат отличен живот на цикъла и висока мощност. Нейната основна атракция е цената, тъй като е съставена от много разпространени материали (богати на желязо).
Какво представлява батерията NMC?
Материал на катода: Катодният материал на NMC батерията е направен от комбиниран оксид на никел (Ni), кобалт (Co) и манган (Mn), обикновено изразяван като LiNiMnCoO2 (NMC). Различните NMC батерии имат различни пропорции на никел, кобалт и манган. Сред най-често срещаните са NMC111, NMC622 и NMC811.
Материал на отрицателния електрод: Отрицателният електрод обикновено е изработен от графит или твърд въглерод.
Състав: Подобно на LFP батерията, NMC батерията също включва електролити и сепаратори.
Батериите NMC също са добър вариант за замяна на оловно-киселинните батерии и са добра комбинация от енергия и мощност, но подобно на много други литиеви химикали изискват никел и кобалт, които са сравнително скъпи за добиване, въпреки че осигуряват повече енергия от LFP, но животът им е по-кратък.
Батерии LFP & Преглед на батериите NMC
| Батерия LFP | Батерия NMC | |
|---|---|---|
| Напрежения | 3,20, 3,30 V номинално; типичен работен диапазон 2,5-3,65 V/клетка | 3,60 V, 3,70 V номинално; типичен работен диапазон 3,0-4,2 V/клетка или по-висок |
| Специфична енергия (капацитет) | 90-120Wh/kg | 150-220Wh/kg |
| Такса (C-rate) | 1С типично, зарежда се до 3,65 V; типично време за зареждане 3 часа | 0.7-1C, зарежда се до 4.20V, някои стигат до 4.30V; типично зареждане за 3 часа. Зареждащият ток над 1С скъсява живота на батерията. |
| Разтоварване (C-rate) | 1С, 25С при някои клетки; 40А импулс (2 сек.); 2,50V прекъсване (по-ниско от 2V води до повреда) | 1С; при някои клетки е възможно 2С; 2,50V cut-off |
| Живот на цикъла | 2000 и повече (свързано с дълбочината на изхвърляне, температурата) | 1000-2000 (в зависимост от дълбочината на изхвърляне и температурата) |
| Термично бягство | 270°C (518°F) Много безопасна батерия, дори ако е напълно заредена | 210°C (410°F) типично. Високото ниво на зареждане насърчава термичното изтичане |
| Разходи | ~$200 на kWh | ~$420 на kWh |
Каква е разликата между lfp и nmc батерия
Химически материали
LFP обикновено се считат за по-безопасни, тъй като са по-устойчиви на презареждане и прегряване. Термичната стабилност на съединенията на литиево-железния фосфат прави вероятността батерията с LFP да претърпи термично изтичане при екстремни условия по-малка.
Поради по-големия дял на никел, използван в NMC, батериите NMC са по-склонни към топлинно прекъсване при прегряване, особено при високи нива на заряд. Техническото и химическото естество на NMC води до повишаване на температурата му по време на употреба и зареждане, което изисква допълнителни мерки за разсейване на топлината.
Освен това материалите в LFP клетките са много по-малко токсични от тези в NMC клетките, което улеснява рециклирането им в края на полезния им живот.
Въпреки това вероятността от пожар между тези две батерии е все още много ниска и не е казано коя батерия може да гарантира абсолютна безопасност. Важно е да изберете качествена батерия и да я поддържате и ремонтирате правилно.
Продължителност на живота
Лесно можете да видите, че запазването на капацитета на разряд на батерията LFP (сини точки с данни) далеч надхвърля този на батерията NMC (представена с черни точки с данни). Един цикъл на зареждане/разреждане. Фигурата показва, че NMC се разгражда почти два пъти по-бързо от LFP клетките, което демонстрира по-добрите общи характеристики на LFP клетките.
Поради това те могат да съхраняват и освобождават повече енергия с течение на времето в сравнение с батериите NMC.
Една евтина, нискокачествена батерия LFP може да не издържи повече от висококачествена батерия NMC. Всички продукти в Pknergy са изработени от LFP клетки клас A, а 80DOD може да достигне повече от 7000 цикъла.
Разходи
От гледна точка на суровините батерията LFP има литиево-железен фосфатен положителен електрод (LiFePO4). Желязото и фосфатите, използвани за направата на катодите, са по-разпространени и по-евтини от някои от материалите, използвани в NMC батериите, главно кобалт.
Ако се съди по настоящите световни политики, в Китай има повече производители на батерии за ЛПДЧ, което доведе и до увеличаване на резервите на батерии за ЛПДЧ. С натрупването на технологии или на батерии цените неизбежно ще станат още по-ниски.
От гледна точка на цялостното време на използване NMC може да има някои предимства в ранните етапи на закупуване, но тъй като животът на батерията LFP е 4-5 пъти по-дълъг от този на батерията NMC. Батерията LFP ще бъде крайният победител.
представяне
Енергийната плътност на NMC е около 250 Wh/kg, а на LFP - около 120-160 Wh/kg.
Батериите NMC имат по-висока енергийна плътност, което означава, че физическият им размер ще бъде по-малък от батериите LFP със същия капацитет. А същото количество електроенергия ще бъде по-леко.
Среда на използване
Въпреки че при всички литиево-йонни батерии капацитетът и мощността намаляват при ниски температури, батерията NMC издържа по-добре на по-ниски температури. Въпреки това, ако батерията ви е инсталирана вътрешно или в района ви не се наблюдават значителни температурни екстремуми, вероятно няма нужда да се притеснявате за това.
При високотемпературни среди LFP се представя по-добре и е по-безопасен от NMC батерията поради високата си химическа стабилност.
Зареждане
LFP може да се зарежда до 100%, без да се намалява животът на батерията; обратно, клетките NMC трябва да се ограничат до 80%, за да се увеличи животът.
При LFP се наблюдава по-слабо влошаване на производителността при по-високи температури и по-бързи скорости на зареждане/разреждане, така че те са по-подходящи за високопроизводително шофиране и бързо зареждане.
Избор на пазар
Може да се види, че ще има очевидни разлики между батериите LFP и NMC в различните пазарни области. При автомобилите пазарът е по-загрижен за теглото на батерията и нейната устойчивост на температура. При домашното съхранение на енергия повечето хора избират LFP батерия, което е избор, основан на живота на батерията и безопасността.
Заключение
Препоръчваме ви да изберете батерия LFP при изграждането на соларни системи въз основа на горните причини. Първото съображение за семействата е безопасността на батерията, следвана от цената.
Както е споменато в горната статия, въпреки че първоначалната цена на батерията LFP е по-висока от тази на батерията NMC. Въпреки това, ако разходите по проекта се разглеждат за десет години, разходите за монтаж и труд, необходими за всяка подмяна на батерията NMC, ще бъдат по-големи от тези на батерията LFP.
В Pknergy можете да се възползвате едновременно от безопасността и цената. Научете повече за нашите висококачествена и достъпна батерия за съхранение на енергия за дома сега.
BG 
EN 
ES 
DE 
PT 
AR 
KU 
ID 
RU 
SL 
KO 
FR 
IT 
NL 
CS 