Baterai lithium berdiri terpisah dari kimia baterai lainnya karena kepadatan energinya yang tinggi dan biaya per siklus yang rendah. Namun, "baterai lithium" adalah istilah yang ambigu. Ada sekitar enam kimia umum baterai lithium, semua dengan kelebihan dan kekurangannya sendiri. Untuk aplikasi energi terbarukan, bahan kimia yang dominan adalah Lithium Iron Phosphate (LiFePO4). Kimia ini memiliki keamanan yang sangat baik, dengan stabilitas termal yang besar, peringkat arus yang tinggi, siklus hidup yang panjang, dan toleransi terhadap penyalahgunaan.
Litium Besi Fosfat (LiFePO4) adalah kimia litium yang sangat stabil jika dibandingkan dengan hampir semua kimia litium lainnya. Baterai dirakit dengan bahan katoda yang aman secara alami (besi fosfat). Dibandingkan dengan kimia litium lainnya, besi fosfat mempromosikan ikatan molekul yang kuat, yang tahan terhadap kondisi pengisian yang ekstrem, memperpanjang masa pakai siklus, dan mempertahankan integritas kimia selama banyak siklus. Inilah yang memberi baterai ini stabilitas termal yang luar biasa, masa pakai yang lama, dan toleransi terhadap penyalahgunaan. Baterai LiFePO4 tidak rentan terhadap panas berlebih, juga tidak dibuang ke 'pelarian termal' dan oleh karena itu tidak terlalu panas atau terbakar saat mengalami kesalahan penanganan yang ketat atau kondisi lingkungan yang keras.
Tidak seperti asam timbal yang tergenang dan bahan kimia baterai lainnya, baterai Lithium tidak mengeluarkan gas berbahaya seperti hidrogen dan oksigen. Juga tidak ada bahaya terkena elektrolit kaustik seperti asam sulfat atau kalium hidroksida. Dalam kebanyakan kasus, baterai ini dapat disimpan di area terbatas tanpa risiko ledakan dan sistem yang dirancang dengan benar tidak memerlukan pendinginan atau ventilasi aktif.
Baterai lithium adalah rakitan yang terdiri dari banyak sel, seperti baterai timbal-asam dan banyak jenis baterai lainnya. Baterai asam timbal memiliki tegangan nominal 2V/sel, sedangkan sel baterai lithium memiliki tegangan nominal 3,2V. Oleh karena itu, untuk mencapai baterai 12V, Anda biasanya memiliki empat sel yang terhubung secara seri. Ini akan membuat tegangan nominal LiFePO4 12.8V. Delapan sel yang dihubungkan secara seri membuat baterai 24V dengan tegangan nominal 25,6V dan enam belas sel yang dihubungkan secara seri membuat baterai 48V dengan tegangan nominal 51,2V. Tegangan ini bekerja sangat baik dengan inverter 12V, 24V, dan 48V tipikal Anda.
Baterai lithium sering digunakan untuk menggantikan baterai timbal-asam secara langsung karena memiliki voltase pengisian yang sangat mirip. Baterai LiFePO4 empat sel (12.8V), biasanya akan memiliki tegangan pengisian maksimum antara 14.4-14.6V (tergantung pada rekomendasi pabrikan). Apa yang unik dari baterai lithium adalah bahwa mereka tidak memerlukan muatan penyerapan atau ditahan dalam keadaan tegangan konstan untuk periode waktu yang signifikan. Biasanya, ketika baterai mencapai tegangan pengisian maksimum, baterai tidak perlu diisi lagi. Karakteristik pelepasan baterai LiFePO4 juga unik. Selama pengosongan, baterai lithium akan mempertahankan tegangan yang jauh lebih tinggi daripada baterai timbal-asam yang biasanya dibebani. Bukan hal yang aneh jika baterai lithium hanya turun beberapa persepuluh volt dari pengisian penuh hingga 75% habis. Hal ini dapat membuat sulit untuk mengetahui berapa banyak kapasitas yang telah digunakan tanpa peralatan pemantauan baterai.
Keuntungan yang signifikan dari lithium dibandingkan baterai timbal-asam adalah bahwa mereka tidak mengalami siklus defisit. Intinya, ini adalah saat baterai tidak dapat terisi penuh sebelum dikosongkan lagi keesokan harinya. Ini adalah masalah yang sangat besar dengan baterai timbal-asam dan dapat menyebabkan degradasi pelat yang signifikan jika berulang kali didaur ulang dengan cara ini. Baterai LiFePO4 tidak perlu diisi penuh secara teratur. Faktanya, ada kemungkinan untuk sedikit meningkatkan harapan hidup secara keseluruhan dengan sedikit pengisian daya sebagian alih-alih pengisian penuh.
Efisiensi merupakan faktor yang sangat penting ketika merancang sistem listrik tenaga surya. Efisiensi bolak-balik (dari penuh ke mati dan kembali ke penuh) dari baterai asam timbal rata-rata adalah sekitar 80%. Kimia lain bisa lebih buruk. Efisiensi energi bolak-balik dari baterai Lithium Iron Phosphate lebih dari 95-98%. Ini saja merupakan peningkatan yang signifikan untuk sistem yang kekurangan tenaga surya selama musim dingin, penghematan bahan bakar dari pengisian generator bisa sangat besar. Tahap pengisian daya baterai timbal-asam sangat tidak efisien, menghasilkan efisiensi 50% atau bahkan kurang. Mengingat baterai lithium tidak menyerap biaya, waktu pengisian dari benar-benar habis hingga benar-benar penuh bisa hanya dua jam. Penting juga untuk dicatat bahwa baterai lithium dapat mengalami pengosongan yang hampir lengkap seperti yang dinilai tanpa efek samping yang signifikan. Namun, penting untuk memastikan sel-sel individu tidak kelebihan debit. Ini adalah tugas dari Sistem Manajemen Baterai (BMS) yang terintegrasi.
Keamanan dan keandalan baterai lithium menjadi perhatian besar, oleh karena itu semua rakitan harus memiliki Sistem Manajemen Baterai (BMS) yang terintegrasi. BMS adalah sistem yang memantau, mengevaluasi, menyeimbangkan, dan melindungi sel agar tidak beroperasi di luar "Area Operasi Aman". BMS adalah komponen keselamatan penting dari sistem baterai lithium, memantau dan melindungi sel-sel di dalam baterai terhadap arus berlebih, tegangan kurang/lebih, suhu kurang/lebih, dan banyak lagi. Sebuah sel LiFePO4 akan rusak secara permanen jika tegangan sel pernah turun menjadi kurang dari 2.5V, juga akan rusak secara permanen jika tegangan sel meningkat menjadi lebih dari 4.2V. BMS memantau setiap sel dan akan mencegah kerusakan sel jika terjadi tegangan kurang/lebih.
Tanggung jawab penting lainnya dari BMS adalah untuk menyeimbangkan paket selama pengisian, menjamin semua sel mendapatkan muatan penuh tanpa pengisian yang berlebihan. Sel-sel baterai LiFePO4 tidak akan seimbang secara otomatis pada akhir siklus pengisian daya. Ada sedikit variasi dalam impedansi melalui sel dan dengan demikian tidak ada sel yang 100% identik. Oleh karena itu, ketika didaur ulang, beberapa sel akan terisi penuh atau habis lebih awal dari yang lain. Varians antar sel akan meningkat secara signifikan dari waktu ke waktu jika sel tidak seimbang.
Dalam baterai timbal-asam, arus akan terus mengalir bahkan ketika satu atau lebih sel terisi penuh. Ini adalah hasil dari elektrolisis yang terjadi di dalam baterai, air membelah menjadi hidrogen dan oksigen. Arus ini membantu untuk mengisi penuh sel-sel lain, sehingga secara alami menyeimbangkan muatan pada semua sel. Namun, sel lithium yang terisi penuh akan memiliki resistansi yang sangat tinggi dan arus yang mengalir sangat sedikit. Oleh karena itu, sel-sel yang tertinggal tidak akan terisi penuh. Selama penyeimbangan, BMS akan menerapkan beban kecil ke sel yang terisi penuh, mencegahnya dari pengisian yang berlebihan dan memungkinkan sel lain untuk mengejar ketinggalan.
Baterai lithium menawarkan banyak manfaat dibandingkan bahan kimia baterai lainnya. Mereka adalah solusi baterai yang aman dan andal, tanpa takut pelarian termal dan/atau kehancuran besar, yang merupakan kemungkinan signifikan dari jenis baterai lithium lainnya. Baterai ini menawarkan masa pakai siklus yang sangat lama, dengan beberapa produsen bahkan menjamin baterai hingga 10.000 siklus. Dengan debit tinggi dan tingkat pengisian ulang di atas C/2 terus menerus dan efisiensi bolak-balik hingga 98%, tidak heran baterai ini mendapatkan daya tarik dalam industri. Lithium Iron Phosphate (LiFePO4) adalah solusi penyimpanan energi yang sempurna.
100% pembayaran aman
