Литий-ионные батареи: мифы и правда

1. Литий-ионные батареи пожаро- и взрывоопасны
Данный миф обязан своим появлением нескольким широко растиражированным СМИ случаям возгорания различных устройств с литий-ионными аккумуляторами.
К счастью, технический прогресс не стоит на месте, и литий-ионные аккумуляторы становятся безопаснее. Этому способствуют как изменения в химическом составе аккумуляторов, так и развитие систем контроля и управления батареей.
Основной причиной возгорания литий-ионных аккумуляторов первого поколения было наличие в их составе металлического лития в качестве материала анода. На таком аноде в процессе многократных циклов зарядки/разрядки возникали пространственные образования (дендриты), которые прорастали, подобно деревьям, от анода к катоду и прокалывали сепаратор, что приводило к замыканию электродов и, как следствие, выходу аккумулятора из строя, а в редких случаях – к возгоранию или взрыву. Похожие процессы происходили внутри аккумуляторов на основе оксида кобальта, но возникали они лишь в случае нарушения условия эксплуатации – при перезарядке ячеек.
В современных аккумуляторах от этих недостатков получилось избавиться. Во-первых, материал анода был заменён на графит. Графит в литий-ионных аккумуляторах используют благодаря его способности его пористой структуры улавливать и удерживать литий. Во-вторых, были значительно улучшены системы управления процессами заряда, что не позволяло доводить аккумулятор до опасных состояний. В случае отклонения каких-либо параметров от допустимых, аккумулятор отключался либо от зарядного устройства, либо от своей нагрузки.
Усовершенствование литий-ионных аккумуляторов продолжается и по сей день. Например, некоторые современные виды литий-ионных аккумуляторов не подвержены возгоранию и взрыву даже будучи проткнуты насквозь металлическим предметом. Такое повреждение считается самым «жёстким» краш-тестом для аккумуляторов, так как оно приводит к короткому замыканию внутри ячейки.
Таким образом, литий-ионные аккумуляторы сегодня – это современные, надёжные и компактные источники энергии, которые используются повсеместно и ежедневно, не представляя угрозу нашей безопасности. Этому способствует непрекращающийся процесс модернизации аккумуляторов, проверенные алгоритмы системы контроля и управления батареей и накопленный опыт предыдущих ошибок за уже почти тридцатилетнюю эксплуатацию литий-ионных аккумуляторов.

2. Литий-ионные батареи дороже свинцово-кислотных
Данное утверждение хоть и не является мифом, но не до конца правдиво. Действительно, на данном этапе развития технологий капитальные затраты на приобретение систем накопления энергии с литий-ионными батареями могут в 2-4 раза превышать капитальные затраты на приобретение тех же систем со свинцово-кислотными батареями.
Однако, как показывают результаты опытной эксплуатации и расчётов, проведённых на экономических моделях, совокупная стоимость владения систем хранения энергии с литий-ионными батареями ниже, чем у тех же систем со свинцово-кислотными батареями. Данный эффект достигается за счёт следующих преимуществ литий-ионных батарей перед свинцово-кислотными:
• более редкая замена аккумуляторов: срок службы до 20 лет против 2-6 лет у свинцово-кислотных;
• практически полное отсутствие затрат на обслуживание;
• более высокая плотность энергии: до 300 Вт×ч/кг против 50 Вт×ч/кг у свинцово-кислотных;
• как следствие высокой плотности энергии, меньше занимаемая площадь и масса готового решения;
• отсутствие эффекта памяти;
• высокая скорость зарядки с меньшими потерями: до 1-2 часов с КПД 93% против 4-10 часов с КПД 64% у свинцово-кислотных батарей;
• продвинутые возможности мониторинга и управления батареей.
Благодаря совокупности этих факторов, приобретение и установка литий-ионных батарей может стать выгоднее использования свинцово-кислотных уже начиная со 2 года эксплуатации. Стоит отметить, что срок окупаемости капитальных затрат зависит от конкретного применения и может быть как меньше, так и больше указанного.
Помимо этого, следует помнить, что удельная стоимость кВтч энергии, запасаемой литий-ионными батареями, ежегодно снижается. Это делает технологию более доступной, позволяя создавать на её основе более безопасные, надёжные и удобные в эксплуатации системы накопления энергии.

3. Литий-ионные батареи не работают на холоде
Этот миф, как и миф об пожаро- и взрывоопасности литий-ионных аккумуляторов, пришёл из области мобильной техники. Все помнят времена, когда телефоны на сильном морозе очень быстро теряли свой заряд. Действительно, отдельная ячейка аккумулятора подвержена воздействию отрицательных температур, т.к. при температурах ниже 0 градусов Цельсия отдаваемая ёмкость может уменьшаться на величину до 20-40%.
Очевидно, что одно из основных требований к батареям портативной техники – это её компактность и низкий вес. Телефоны и прочая техника становятся меньше и легче с каждым поколением, а их энергопотребление как минимум не снижается. Данная особенность применения литий-ионных аккумуляторов не позволяет оборудовать их системой термостатирования, необходимой для защиты батареи от температурных воздействий окружающей среды.
Совсем по-другому дело обстоит в технике покрупнее: электротранспорте и стационарных системах накопления энергии. Размеры и масса батарей в такой технике играют не последнюю роль, но всё же увеличенные размеры своей техники позволяют укомплектовать батарею вышеупомянутой системой термостатирования, жертвуя частью производительности ради универсальности применения. Система термостатирования предназначена для поддержания в батарейном отсеке оптимальной температуры для литий-ионных аккумуляторов – от 0 до 25 градусов Цельсия. Системы термостатирования могут быть представлены в виде системы охлаждения, системы нагрева или комбинации этих систем.
Доказательством эффективности работы вне зависимости от погодных условий современных литий-ионных батарей служит непрекращающийся рост продаж электромобилей, в том числе в северных странах – Норвегии, Дании, Финляндии. Также современные стационарные системы на основе литий-ионных батарей обеспечивают бесперебойное питание вне зависимости от погодных условий в самых разных уголках России – от крайнего севера до жаркого юга.
Современные литий-ионные батареи – это не просто аккумуляторная ячейка, а целый комплекс обеспечения эффективного и безопасного использования запасённой электрической энергии. Литий-ионные батареи нашего времени при правильном устройстве системы способны работать в любых погодных условиях – от минус 60 до 50 градусов Цельсия. Именно комплексные решения в одном корпусе делают литий-ионные батареи технологией будущего.

Другие новости

13.04.2021

Модернизация электропарка ПАО "НЗХК" литий-ионными батареями

05.03.2021

ООО «РЭНЕРА» приобрело 49% акций корейского производителя литий-ионных батарей

25.02.2021

ООО "РЭНЕРА" модернизировало внутризаводской электропарк ПАО "НЗХК"

08.02.2021

OOO «РЭНЕРА» договорилось о сотрудничестве с ведущим российским производителем робототехники

13.12.2020

Литий-ионные батареи: мифы и правда

24.10.2020

Росатом оборудовал литий-ионными батареями машины для первой российской гонки электрокартов

08.10.2020

Росатом будет развивать работу на рынках накопителей энергии под брендом RENERA

18.09.2020

Предприятия Росатома рассказали об экономии на электроснабжении с применением накопителей энергии

17.07.2020

Логистический электропарк Balkancar оснащается литий-ионными накопителями энергии Росатома

26.06.2020

В Росатоме формируется складской запас литий-ионных накопителей энергии

08.06.2020

ООО «Катодные Материалы» выступило партнером конференции «Интралогистика: время перемен»

26.05.2020

Интегратор Росатома по системам накопления энергии и АНО «НЦ ИКС» развивают сотрудничество в области водного электротранспорта

26.05.2020

В Росатоме формируется складской запас литий-ионных накопителей энергии

06.03.2020

На выставке «Автономные источники тока» представили технологии Росатома

26.02.2020

В Минске обсудили преимущества литий-ионных аккумуляторов производства Росатом

27.01.2020

В Росатоме реализован первый проект поставки накопителей энергии для заводского транспорта по арендной схеме

Мы используем cookie-файлы для улучшения предоставляемых услуг. Продолжая навигацию по сайту, вы соглашаетесь с правилами использования cookie-файлов.