Heimspeicher für Energie
Heimspeichergeräte speichern lokal Energie (Strom) für den späteren Verbrauch. Elektrochemische Energiespeicherprodukte, auch bekannt als „Batterie-Energiespeichersysteme“ (BESS), basieren im Kern auf wiederaufladbaren Batterien. Diese sind typischerweise Lithium-Ionen- oder Blei-Säure-Batterien, die von einem Computer mit intelligenter Software zur Steuerung von Lade- und Entladezyklen kontrolliert werden. Lithiumbatterien zeigen das größte Marktwachstum aller Batterien und haben konkurrierende Systeme erfolgreich verdrängt. LiFePO4 ist eines der neuesten Kathodenmaterialien, das eingeführt wurde. Stand 2017 ist LiFePO4 ein Kandidat für die Massenproduktion von Lithium-Ionen-Batterien, wie BESS-Anwendungen, aufgrund seiner niedrigen Kosten, ausgezeichneten Sicherheit und hohen Zyklusdauerhaftigkeit.
Lithium-Ionen-Batterie
Die Lithium-Ionen-Batterie, auch bekannt als Li-Ion-Batterie, ist eine Art Sekundärbatterie (wiederaufladbar), die aus Zellen besteht, in denen Lithiumionen während der Entladung durch einen Elektrolyten vom Anoden zum Kathoden wandern und beim Laden zurück. Der Kathode besteht aus einem Verbundmaterial (einem interkalierten Lithiumverbindung) und definiert den Namen der Li-Ion-Batteriezelle. Die Anode besteht normalerweise aus porösem lithiiertem Graphit. Der Elektrolyt kann flüssig, polymer oder fest sein. Der Separator ist porös, um den Transport von Lithiumionen zu ermöglichen und Kurzschlüsse und thermisches Durchgehen der Zelle zu verhindern. Chemie, Leistung, Kosten und Sicherheitsmerkmale variieren je nach Typ der Lithium-Ionen-Batterien. Handheld-Elektronik verwendet meist Lithium-Polymer-Batterien (mit einem Polymergel als Elektrolyt), ein Lithium-Kobalt-Oxid (LiCoO2) Kathodenmaterial und eine Graphitanode, die eine hohe Energiedichte bieten.
Arten von Lithium-Ionen-Batterien für BESS
Es gibt verschiedene Arten von Kathodenmaterialien für Lithium-Ionen-Batterien:
- Lithium-Kobalt-Oxid (LiCoO2): LiCoO2 ist das am häufigsten verwendete Kathodenmaterial. Diese Batterien haben sehr stabile Kapazitäten, obwohl ihre Kapazitäten niedriger sind als die von auf Nickel-Kobalt-Aluminium (NCA) basierenden Oxiden. Kobalt ist jedoch im Vergleich zu anderen Übergangsmetallen wie Mangan und Eisen relativ teuer.
- Lithium-Mangan-Oxid (LiMn2O4): LiMn2O4 ist ein vielversprechendes Kathodenmaterial mit kubischer Spinellstruktur und besteht aus kostengünstigen Materialien. Es bietet verbesserte Sicherheit und hohe thermische Stabilität, aber die Zyklus- und Kalenderlebensdauer ist begrenzt.
- Lithium-Nickel-Mangan-Kobalt-Oxid (LiNiMnCoO2) – NMC: NMC-Batterien enthalten eine Kathode aus einer Kombination von Nickel, Mangan und Kobalt. Sie sind vielseitig einsetzbar, sowohl als Energiespeicher als auch als Leistungszellen.
- Lithium-Eisenphosphat (LiFePO4) – LFP:
