Roundtrip-Effizienz des Lithium-Ionen-Akkus

Einführung

Wenn wir morgens von zu Hause zur Arbeit gehen, sind wir voller Energie und Aufregung für einen guten Tag. Wenn wir jedoch am späten Abend nach Hause zurückkehren, ist unsere Energie erschöpft. Zu diesem Zeitpunkt sind wir nicht ganz wir selbst. Dies bedeutet, dass unsere Rundreise uns etwas geraubt hat. Dies geschieht auch beim Batteriespeicher und ist ein Phänomen, das als Round-Trip-Effizienz bezeichnet wird. Dieses Phänomen ist eines der Elemente, die normalerweise bei der Entscheidung über die Beschaffung von Batterien berücksichtigt werden.

Was ist die Roundtrip- Effizienz von Lithium-Ionen-Akkus ?

Der Wirkungsgrad der Lithium-Ionen-Batterie ist die Energiemenge, die die Batterie im Verhältnis zur Energiemenge liefern kann, die während der unmittelbar vorhandenen Ladung in sie injiziert wird. Mit anderen Worten kann dieses Phänomen als das Verhältnis der zum Laden einer Batterie erforderlichen Energie zur verfügbaren Energie während der Entladung bezeichnet werden. In mehreren Fällen wird die Effizienz der Hin- und Rückfahrt auch als Effizienz bezeichnet.

Eine Lithium-Ionen-Batterie verliert etwa 5% des Energie-Roundtrips, was bedeutet, dass sie einen 95-prozentigen Round-Trip-Wirkungsgrad aufweist, verglichen mit Blei-Säure-Batterien, die 20-25% des Energie-Roundtrips verlieren.

Lithium-Ionen-Akkus weisen hinsichtlich der Selbstentladung eine sehr gute Leistung auf und verlieren monatlich etwa 5 Prozent der Kapazität.

Energieeffizienz ist normalerweise ein wichtiger Leistungsindikator für Batteriespeichersysteme. Die Round-Trip-Effizienz ist definitiv ein entscheidender Faktor für die Nützlichkeit einer Batteriespeichertechnologie. Wenn die Effizienz der Hin- und Rückfahrt hoch ist, wird das System als effizienter bezeichnet. Je niedriger die Effizienz der Hin- und Rückfahrt ist, desto weniger effizient ist das Gesamtsystem. Die Mehrheit der Netzsystemingenieure ist immer wieder beeindruckt, dass bei Energiespeichersystemen ein Wirkungsgrad von 80 Prozent möglich ist.

Vergleich der Round-Trip-Effizienz bei der Energiespeicherung

Zunächst müssen Sie beachten, dass jedes Energiespeichergerät eine hohe Roundtrip-Effizienz aufweisen sollte, die immer als Prozentsatz ausgedrückt wird. Darüber hinaus kann der Wirkungsgrad der Hin- und Rückfahrt aufgrund der Energieverluste, die normalerweise in einer Batterie auftreten, z. B. Wärmeverluste im Energiespeicher, niemals 100 Prozent betragen.

Durch Batteriespeicherung kann überschüssige Energie eingespart werden, indem sie absorbiert und später in der Regel an ein Stromnetz abgegeben wird. Dieser Prozess muss etwas Strom freisetzen. Daher können Sie sehen, dass die Effizienz von Roundtrips tatsächlich das Nettoverhältnis der Leistungserhaltung ist, das eine Schlüsselrolle für den Erfolg der Energiespeicherung von Lithium-Ionen-Batterien spielt.

Wenn wir zu viel Energie verlieren würden, was bedeutet, dass wir einen sehr geringen Wirkungsgrad für Hin- und Rückfahrt haben, würden wir mit Energiespeichern zu viel Potenzial verlieren. Heute werden die Lithium-Ionen-Batterien technologischer und innovativer verbessert, um die Batterieeffizienz zu steigern.

So verbessern Sie die Effizienz von Lithium-Ionen-Akkus

Die Effizienz des runden Trios hängt von der Leistung einer Batterie ab. Es gibt wiederum mehrere Faktoren, die die Leistung einer Batterie beeinflussen. Wenn die Leistung einer Batterie hoch ist, ist die Round-Trip-Effizienz hoch. Lithium-Ionen-Batterien verfügen über eine Technologie, die die Leistung der Batterie erheblich verbessert hat. Dies hat daher zu Lithium-Ionen-Batterien mit einem hohen Umlaufwirkungsgrad von etwa 95 Prozent geführt.

Hier sind einige Möglichkeiten zur Verbesserung der Effizienz von Hin- und Rückflügen.

Reduzieren Sie die Betriebstemperaturen - Hohe Betriebstemperaturen können einen großen Einfluss auf die Leistung eines Lithium-Ionen-Akkus haben. Wenn die Leistung stark beeinträchtigt wird, verringert sich die Effizienz der Hin- und Rückfahrt. Die Reduzierung der Betriebstemperaturen erfordert ein besseres Zellendesign und eine bessere Konstruktion der Batterie. Dies erfordert auch die Verwendung von Hochleistungselektrolyt- und Elektrodenmaterialien. Hohe Temperaturen können aufgrund zusätzlicher Belastung zu einer raschen Alterung der Batterien führen.

Laden - Es ist immer ratsam, sicherzustellen, dass Sie keine hohen Ladeströme verwenden, da diese aufgrund des Innenwiderstands der Batteriezellen dazu führen, dass Batterien Energie an Wärme verlieren. Dies führt zu einer verringerten Effizienz der Rundreise und einem erhöhten Potenzial für thermisches Durchgehen. Zusätzlich führt erhöhte Wärme zu unerwünschten und irreversiblen Nebenreaktionen, die den Kapazitätsverlust beschleunigen. Obwohl Lithium-Ionen-Batterien aufgrund des geringeren Innenwiderstands weniger empfindlich sind, können übermäßige Ladeströme die Lithiumbeschichtung der Anode verursachen, die Lithium-Ionen nicht schnell genug interkalieren kann. Dies ist das gleiche, was passiert, wenn die Batterie überladen ist, wobei die Anode, die bereits mit Lithium-Ionen gefüllt ist, nicht mehr Ionen aufnehmen kann, die sich stattdessen auf der Oberfläche der Elektrode ablagern. Neben der Erhöhung des Innenwiderstands und dem Verlust der Kapazität kann die Lithiumbeschichtung zu einem Dendritenwachstum führen, das einen Kurzschluss zwischen den Elektroden erzeugt.

Entladung - Lithium-Ionen-Batterien sollten nicht vollständig oder überladen sein. Wenn sie überentladen sind, kann die Kathode keine weiteren Lithiumionen aufnehmen, was zu einer metallischen Lithiumbeschichtung führt, was zu einem irreversiblen Kapazitätsverlust führt. Kapazitätsverlust bedeutet eine Verringerung der Effizienz der Hin- und Rückfahrt. Wenn die Spannung unter den Mindestschwellenwert der Batterie fällt, kann sich die Elektrode im Elektrolyten auflösen, und anschließend kann beim Aufladen der Batterie ein Kurzschluss zwischen den Elektroden auftreten. Höhere Entladungsraten wirken sich stark auf die Gesamtkapazität eines Lithium-Ionen-Akkus aus. Dies führt auch zu einer enormen Verringerung der Round-Trip-Effizienz einer Batterie aufgrund von Wärmeverlust sowie höheren Zelltemperaturen, was zu einer Zunahme unerwünschter Nebenreaktionen und einer Erhöhung der Kapazitätsschwundrate führt. Wenn Sie die Effizienz Ihres Lithium-Ionen-Akkus verbessern möchten, sollten Sie ihn daher nicht überladen.

Vorteile der Roundtrip-Effizienz von Lithium-Ionen-Akkus

Lithium-Ionen-Batterien haben eine hohe Round-Trip-Effizienz. Der hohe Wirkungsgrad hat mehrere Vorteile bei der Anwendung des Lithium-Ionen-Akkus.

· Hohe Energie- und Leistungsdichte - Lithium-Ionen-Batterien werden aufgrund ihrer hohen Energie- und Leistungsdichte häufig Blei-Säure-Batterien vorgezogen. Eine Batterie mit hohem Wirkungsgrad behält mehr Energie und liefert mehr Strom.

· Mehr Leistung für längere Zeit - Hohe Effizienz bei Hin- und Rückfahrt bedeutet, dass ein Lithium-Ionen-Akku für längere Zeit mehr Leistung liefern kann. Dadurch werden alle Unannehmlichkeiten beseitigt, die durch inkonsistente Stromquellen entstehen.

· Batterielebensdauer - Die Lithium-Ionen-Batterie altert genau wie die Blei-Säure-Batterie mit der Zeit und der Anzahl der Zyklen. Ein optimal funktionierender Lithium-Ionen-Akku garantiert etwa 5.000 Zyklen.

· Gute Betriebstemperaturen - Ein Lithium-Ionen-Akku benötigt den richtigen Temperaturbereich, um irreversible Schäden an den Zellen im Akku sowie Wärmeverluste zu vermeiden.

Fazit

Der Roundtrip-Wirkungsgrad von Lithium-Ionen-Akkus misst die Energierückhaltung eines Akkus nach dem Laden. Der Wirkungsgrad eines Lithium-Ionen-Akkus liegt bei etwa 95 Prozent. Diese Effizienz ist entscheidend für den Erfolg der Energiespeichertechnologie einer Batterie.