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LiFePO4バッテリー–ソーラー照明用の主流バッテリー

時間:2021-11-03 ヒット数: 25

LiFePO4バッテリー–ソーラー照明用の主流バッテリー

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世紀の半ば頃、世界の主要経済国が世界のカーボンニュートラル目標に向けて野心的に前進する中、私有地、街路、および効率的なLEDライトを備えた公共スペース。 


二次電池は、ソーラー照明の信頼性にとって最も重要なコンポーネントのXNUMXつです。 太陽に完全にさらされるようにソーラーパネルを配置することは、ソーラーシステムの効率にとって重要であることは誰もが知っています。 これは重要ですが、その効率は太陽系のバッテリーの品質にも依存します。 電池の種類と状態によって、同じサイズのソーラーパネルが日光に当たる必要がある時間が決まります。 一部のバッテリーはXNUMX時間の太陽しか必要としない場合があり、一晩中点灯することができます。 他の人は日光の丸一日を必要とするかもしれません。 


この記事では、ソーラー照明用の充電式電池の種類を見ていきます。 それらは何ですか、そしてこれらのバッテリーの長所と短所を理解するのに役立つこれらのバッテリーの長所と短所。 


Ni-Cd、Ni-MH、およびリチウムイオンは、現在使用されている充電式電池のXNUMXつの主要なタイプです。 


Ni-Cd、ニッケルカドミウム。 ニッケルとカドミウム、セパレーターとアルカリで構成されています。 これは1990年代に携帯機器で最も人気のある二次電池でしたが、環境に悪影響を与える重金属カドミウムが含まれているため、段階的に廃止されています。 この記事では詳しく説明しません。 


Ni-MH電池はニッケルカドミウム電池と非常によく似ていますが、正極として水酸化ニッケル、負極として水素吸収合金(リンク)、水酸化カリウムアルカリ電解液で構成されています。 Ni-MHバッテリーのセル電圧は1.2Vで、充電電圧はセルあたり約1.6Vです。 セルあたりのこの低電圧では、メーカーは複数のセルを組み合わせてバッテリーパックを構築し、電圧を上げる必要があります。これにより、サイズが十分にコンパクトにならず、費用効果が低くなります。 Ni-MHバッテリーの欠点は、自己放電率が高いことです。 完全に充電されたNi-MHバッテリーを数か月放置すると、ほとんどの充電が失われます。 一般的なNi-MHバッテリーは、初日に4〜20%の充電量を失う可能性があり、その後、周囲温度に応じて、自己放電率が1日あたり約XNUMX%に低下します。

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ソーラー街路灯用リチウム電池は、ますます主流のソリューションになりつつあります。 リチウム電池は他のタイプを考えるとまだ非常に高価であることは誰もが知っていますが、ソーラー街路灯の統合のためにはるかに手頃な価格になったと言っても過言ではありません。 過去6年間で、リチウム電池のコストはほぼ80%減少しました。 ソーラー街路灯システムに使用できるリチウム電池にはさまざまな種類があります。 私たちの経験から、ソーラー照明に最適なソリューションは間違いなくLiFePO4バッテリーであることがわかりました。


リチウムイオン(li-ion)は、現在、多くのポータブルおよびソーラーベースの製品で最も一般的な充電式バッテリータイプです。 古いスタイルのリチウム電池はリチウム金属を使用していましたが、不安定性と安全性の問題から、現在は代わりにリチウムイオンが使用されています。 リチウムイオン電池は、Ni-CdやNi-MHと比較して、エネルギー密度が高く、メンテナンスが少ないという大きな利点があり、ソーラー照明製品やその他の電子機器や車両に最適なソリューションです。


リチウムイオン電池の最も一般的なタイプは、リチウムコバルト、リチウムマンガン、リチウムリン酸塩、およびNMC(リチウムニッケルマンガンコバルト酸化物)です。 これらのリチウムイオン電池はそれぞれ異なるカソード材料を使用しているため、それぞれに長所と短所があります。 リチウムコバルト電池は家庭用電化製品で広く使用されており、リチウムリン酸塩電池は電気自動車、携帯用照明、ソーラー照明で使用されています。


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                リチウムイオン電池の構造。 ソース - http://electronicdesign.com


リン酸鉄リチウム電池

リン酸鉄リチウム電池は、コバルト酸リチウム電池やマンガンリチウム電池よりも安全であり、寿命が長く、より高い電流を駆動できます。 ただし、LiFePO4バッテリーの欠点は、すべてのリチウムイオンバッテリータイプの中で最も容量が小さいことです。 他のタイプのリチウムイオン電池と比較すると低いですが、システムに電力を供給するために大量の電力を必要としないソーラー街路灯やフラッドライトに最適です。


リチウムイオン電池の利点

  • リチウムイオン電池は、Ni-MHよりも高く、Ni-CdのXNUMX倍、鉛蓄電池のXNUMX倍以上の高いエネルギー密度を持っています。

  • リチウムイオン電池は自己放電率が低い

  • リチウムイオン電池はメモリー効果を発生しません。

  • リチウムイオン電池は実質的にメンテナンスフリーであり、ソーラー照明に特に役立ちます。

  • リチウムイオン電池は、有毒物質を含まずに環境に安全です。

  • リチウムイオン電池はエネルギー密度が高いため、軽量で小型です。

  • リチウムイオン電池は、最大容量まで急速充電できます。

  • 安全性–リン酸リチウム電池は、熱的および化学的安定性が非常に優れています。

リチウムイオン電池のデメリット

  • リチウムイオン電池は製造コストが高く、販売価格が高くなります。

  • リチウムイオン電池には、電圧と電流を制限し、安全性を高めるための保護回路が必要です。

  • リン酸リチウムなどの一部のリチウムイオン電池は、放電率が低くなります。


二次電池の比エネルギー比較表

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二次電池の公称電圧チャート

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ソーラーライトチャートの充電式バッテリーの平均容量

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二次電池の月平均自己放電率比較表

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二次電池の概算サイクル寿命比較表

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ソーラー照明チャートにおける二次電池の理論的平均余命

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二次電池の温度範囲比較表

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特定の種類のバッテリーを使用したソーラーライトの平均価格

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