Quais células de bateria são mais adequadas para sistemas de armazenamento de bateria ? Na RCT Power, utilizamos fosfato de ferro-lítio, também conhecido como LiFePO4 ou LFP, em nossas unidades de bateria desde o início. Existem três razões principais para usar fosfato de ferro-lítio:

 

1. Durabilidade e desempenho do armazenamento de bateria LiFePO4

Para comparar a durabilidade das baterias, observe seus ciclos de carga. Com que frequência a bateria pode ser recarregada antes que a capacidade caia significativamente?

Um ciclo de carga é o processo de carregar e descarregar uma bateria. Distinguimos entre ciclos de carga completos e parciais. Para um ciclo de carga completo, a bateria é descarregada até 0% da capacidade residual seguida de uma carga subsequente até 100% da capacidade. Os ciclos de carga parcial são caracterizados por uma descarga incompleta da bateria. Quando você calcula os números gerais do ciclo de uma bateria, os ciclos de carga parcial podem ser somados em equivalentes de ciclo completo.

Parâmetros importantes que determinam o ciclo de vida do armazenamento da bateria são a Profundidade de Descarga (DoD), o Estado de Carga (SoC) e a temperatura ambiente no local de instalação. Os valores SoC e DoD indicam os estados de carga e descarga de uma bateria em percentagem da sua capacidade total.

Para sistemas de armazenamento otimizados para autoconsumo, a bateria será carregada e descarregada cerca de 250 vezes por ano. Os sistemas de armazenamento de bateria de fosfato de ferro-lítio da RCT Power podem ser carregados e descarregados cerca de 5.000 vezes. Além disso, a bateria ainda pode ser carregada com eficiência, mas é esperada uma ligeira perda de capacidade. Uma bateria de chumbo-ácido, como uma bateria de carro, em comparação, tem entre 300 e 500 ciclos completos de carga.

O desempenho da bateria também desempenha um papel significativo durante o processo de carga e descarga. A bateria LiFePO4 pode ser carregada e descarregada em alta potência, o que é especialmente benéfico quando usada com sistemas de energia de reserva ou durante mudanças nas condições climáticas.

A eficiência η é um valor adimensional. Para baterias, η é determinado como a razão entre a energia fornecida e a energia extraída. Na prática, não é possível utilizar toda a energia de carregamento da bateria, pois nenhum sistema de armazenamento de energia proporciona a eficiência ideal de 100%. A eficiência de uma bateria LiFePO4 pode variar entre 93 e 98%, o que é muito alto. Em comparação com outras tecnologias de bateria, as baterias à base de fosfato de ferro-lítio não só apresentam números de ciclo de carga mais elevados, mas também uma maior eficiência de conversão de energia.

As baterias têm uma chamada “vida útil“, que é independente dos ciclos de carregamento. Aqui as baterias baseadas em LFP são superiores a outras tecnologias. As baterias de fosfato de ferro-lítio usadas pela RCT Power duram cerca de 15 a 20 anos. Esta durabilidade é economicamente sensata e também benéfica para o ambiente, uma vez que as baterias são construídas com matérias-primas raras. Isto nos conecta ao nosso segundo argumento a favor das baterias de fosfato de ferro-lítio: compatibilidade ambiental.

 

2. Compatibilidade ambiental do armazenamento de bateria de fosfato de ferro-lítio

Vamos dar uma olhada no interior de uma bateria: uma bateria consiste em dois eletrodos e o eletrólito. O ânodo negativo geralmente é feito de grafite, o cátodo positivo geralmente consiste em óxidos metálicos de várias combinações de cobalto e outros metais (Óxido de Lítio-Níquel-Cobalto-Alumínio (LiNiCoAlO2) - NCA, Óxido de Lítio-Níquel-Manganês-Cobalto (LiNiMnCoO2) - NMC, Lítio-Cobalto Óxido (LiCoO2) — LCO, etc.) ou Fosfato de Ferro-Lítio (LiFePO4) — LFP.

Existem muito poucas baterias de íons de lítio sem cobalto ; as baterias de fosfato de ferro-lítio são uma delas. Eles também não contêm outros metais pesados ​​tóxicos, como chumbo e níquel, que são comumente usados ​​em outras baterias. O fosfato de ferro-lítio, por outro lado, é um mineral natural. Portanto, as baterias à base de fosfato de ferro-lítio são consideradas seguras, não tóxicas e de baixo impacto ambiental.

Um aspecto igualmente importante: as precauções de saúde e segurança para os mineiros nas minas de cobalto são muitas vezes muito limitadas ou mesmo inexistentes, e o impacto da mineração no ambiente muitas vezes não é considerado adequadamente.

Desistir de matérias-primas controversas e tóxicas, como o cobalto, para baterias de armazenamento, torna as baterias de fosfato de ferro-lítio a principal escolha para armazenamento de energia. Combinam baixo impacto ecológico com benefícios económicos.

 

3. Tecnologia de bateria segura

A estabilidade térmica e química dos sistemas de armazenamento de baterias LFP é superior àquelas baseadas em tecnologias de células feitas com outros materiais catódicos. Eles proporcionam melhores características de segurança, especialmente no que diz respeito a potenciais riscos de incêndio causados ​​por sobrecarga inadequada ou condições de curto-circuito.

 

A menor densidade de energia de uma célula de fosfato de ferro-lítio fornece proteção adicional contra incêndio. A ligação Fe-PO do material catódico nas células LFP é mais forte do que a ligação dos óxidos usados ​​em outras células. As células resistirão a altas temperaturas sem se decompor. Além disso, as temperaturas (> 400 °C) necessárias para liberar o oxigênio desta ligação e queimar o cátodo ou causar fuga térmica não serão alcançadas, tornando as baterias LFP incombustíveis. Com essas vantagens são considerados intrinsecamente seguros.

Um sistema de gerenciamento de bateria de alta qualidade, fornecido pela RCT Power, reduzirá ao mínimo as cargas térmicas no sistema de armazenamento de bateria.

Do ponto de vista atual, as baterias à base de fosfato de ferro-lítio são uma das tecnologias de bateria mais seguras.

 

Resumo rápido: armazenamento de bateria de fosfato de ferro-lítio

Atualmente, as baterias de fosfato de ferro-lítio são o “estado da arte” para armazenamento de energia solar. Eles apresentam uma longa vida útil e alta eficiência. Os sistemas de armazenamento de baterias de fosfato de ferro-lítio são particularmente seguros e ecologicamente corretos.