Le batterie al litio, in quanto nuova generazione di energia pulita, non solo aiutano a evitare l’inquinamento ambientale, ma facilitano anche la vita quotidiana e il lavoro delle persone. Grazie allo sviluppo delle batterie al litio, i ricercatori possono ora trasformare vari strumenti, apparecchi e dispositivi statici in dispositivi portatili alimentati dall’energia immagazzinata nelle batterie. Le batterie agli ioni di litio sono attualmente le migliori batterie a ciclo profondo, dotate di nuove funzionalità che soddisfano le esigenze della vita moderna.
La crescente adozione di veicoli elettrici rappresenta un’opportunità significativa per l’industria delle batterie al litio a ciclo profondo. Mentre i governi di tutto il mondo promuovono il trasporto sostenibile, la domanda di batterie ad alte prestazioni e di lunga durata è in aumento. Le batterie al litio a ciclo profondo offrono vantaggi come una maggiore autonomia, tempi di ricarica più rapidi e una maggiore efficienza complessiva. I continui progressi nella tecnologia delle batterie e la riduzione dei costi stimoleranno ulteriormente la crescita del mercato dei veicoli elettrici, creando un mercato più ampio per le batterie al litio a ciclo profondo.
cos'è la batteria al litio a ciclo profondo
· Cos'è il Deep Cycling? La caratteristica principale del “ciclo profondo” è la scarica profonda. A differenza di altre batterie per le quali non è consigliabile scaricarsi oltre un intervallo di capacità specifico, le batterie a ciclo profondo possono scaricarsi fino alla maggior parte della loro capacità. Scarica profonda significa che la batteria è quasi completamente scarica e il processo di scarica e ricarica viene definito un ciclo. Ad esempio, scaricare la batteria a metà della sua capacità e quindi ricaricarla costituisce un ciclo. Più scarichiamo la batteria prima di ricaricarla, più profondo sarà il ciclo. Questo processo avviene nelle batterie a ciclo profondo, da cui il nome. La batteria si scarica lentamente fino al completo esaurimento, quindi si ricarica per essere riutilizzata.
· Cosa sono le batterie a ciclo profondo? Le batterie a ciclo profondo sono progettate per scariche ripetitive e profonde. Sono comunemente utilizzati in applicazioni che richiedono un'alimentazione elettrica costante e stabile, come golf cart, carrelli elevatori e sistemi di energia solare. Le batterie a ciclo profondo possono fornire energia stabile per un periodo più lungo, il che è fondamentale poiché altri tipi di batterie si scaricano a correnti elevate, fornendo solo una piccola frazione della loro capacità. In confronto, le batterie a ciclo profondo si scaricano lentamente e continuamente, in genere fino a circa l’80% della loro capacità, con conseguenti tempi di funzionamento più lunghi.
· Cos'è la profondità di scarica (DOD)? La profondità di scarica è una percentuale che rappresenta la quantità di scarica della batteria rispetto alla capacità nominale della batteria. Le batterie a ciclo superficiale non devono superare una profondità di scarica del 25%, mentre le batterie a ciclo profondo possono rilasciare fino all'80% della loro capacità. La batteria inizia a scaricarsi al limite di tensione superiore e smette di scaricarsi al limite di tensione inferiore. Considerando tutta la capacità scaricata come 100%, 80% DOD significa scaricare l’80% della capacità della batteria. Ad esempio, iniziando con uno stato di carica (SOC) iniziale del 100%, fermarsi al 20% rappresenterebbe l'80% DOD.
· In cosa differiscono le batterie a ciclo profondo dalle batterie normali? Le batterie a ciclo profondo differiscono dagli altri tipi di batterie in diversi aspetti chiave.
- A differenza delle altre batterie, le batterie a ciclo profondo sono progettate per essere diverse. Le batterie normali non dovrebbero mai essere scaricate completamente, mentre queste batterie sono destinate a una scarica più profonda. Ad esempio, una normale batteria di avviamento per automobile fornisce un'improvvisa esplosione di corrente per avviare il motore. Al contrario, le batterie a ciclo profondo rilasciano una corrente continua, consentendo un utilizzo più lungo.
- Queste batterie possono scaricarsi fino all'80%, mentre le altre batterie non possono scaricarsi fino all'80%. Se fatto così, le normali batterie si corroderebbero e perderebbero materiale attivo.
- Le batterie a ciclo profondo hanno piastre più spesse, materiali attivi più densi e separatori più spessi. Ciò li aiuta a resistere in una certa misura alla corrosione e a sopportare cicli ripetuti di scarica e ricarica. Tuttavia, a causa delle piastre e dei separatori più spessi, le batterie a ciclo profondo sono molto più pesanti delle batterie normali, il che è considerato una limitazione significativa. Pertanto, le batterie a ciclo profondo sono un componente essenziale in molte applicazioni commerciali e industriali.
· Applicazioni delle batterie a ciclo profondo
- Alimentazione di motori da traina marini e apparecchiature di navigazione.
- Alimentazione di barche a vela prive di strutture di ricarica regolari.
- Carrelli da golf elettrici.
- Fornire energia per applicazioni di energia rinnovabile, in particolare come stoccaggio di energia solare ed eolica.
- Sedie a rotelle elettriche.
- Alimentazione di apparecchiature in siti remoti.
- Alimentazione dei semafori per un funzionamento ininterrotto.
- Piccoli sistemi di accumulo di energia per edifici off-grid.
· Quanto tempo possono durare le batterie al litio a ciclo profondo? La durata media delle batterie a ciclo profondo è di circa 3-6 anni. Tuttavia, la durata delle batterie a ciclo profondo può variare a causa di vari fattori quali il tipo di batteria, le pratiche di utilizzo e manutenzione e il clima del luogo in cui vengono utilizzate. Nella maggior parte dei casi, la durata media delle batterie a ciclo profondo è compresa tra 3 e 6 anni.
Quanto durano le batterie marine al litio?
Quando si tratta di applicazioni marine, la scelta delle batterie agli ioni di litio dipende da vari fattori. Esistono tre tipi principali di batterie agli ioni di litio basate su materie prime: batterie al litio ferro fosfato (LiFePO4), batterie agli ioni di litio polimeriche e batterie agli ioni di litio convenzionali. Possono anche essere classificati in base al confezionamento delle celle in batterie agli ioni di litio con guscio cilindrico in acciaio, batterie agli ioni di litio con custodia e batterie agli ioni di litio con guscio quadrato in alluminio.
Batterie convenzionali agli ioni di litio:
- Le batterie generali agli ioni di litio hanno una resistenza al calore inferiore rispetto alle batterie al litio ferro fosfato, una minore resistenza al freddo rispetto alle batterie agli ioni di litio polimeriche e prestazioni di sicurezza inferiori rispetto alle batterie al nichel-metallo idruro.
- Sono economici e sono comunemente utilizzati per l'illuminazione e le fonti di alimentazione di emergenza, generalmente posizionati in luoghi che possono mantenere temperature normali.
- Molte batterie agli ioni di litio con guscio cilindrico in acciaio rientrano in questa categoria, sebbene siano disponibili anche alcune batterie al litio ferro fosfato personalizzate. Tuttavia, le batterie cilindriche sono spesso limitate nella forma e nella capacità, il che le rende meno ideali per l’uso marino a causa delle loro dimensioni e peso.
Batterie polimeriche agli ioni di litio:
- Le batterie polimeriche agli ioni di litio sono tipicamente sotto forma di celle a sacchetto, utilizzando un processo di produzione impilato. Offrono una maggiore flessibilità in termini di volume, capacità e design esterno.
- Queste batterie sono la scelta preferita per le applicazioni marine grazie alle loro dimensioni più piccole, al peso più leggero e alla maggiore capacità in una singola unità. Tuttavia, i costi di produzione più elevati e le sfide nel garantire prestazioni di sicurezza rendono difficile un’adozione diffusa nelle batterie marine.
Batterie al litio ferro fosfato (LiFePO4):
- Le batterie LiFePO4 generalmente superano le tradizionali batterie agli ioni di litio in termini di prestazioni. Presentano resistenza alle alte temperature e hanno una capacità di scarico significativa a velocità elevate.
- Anche se le loro prestazioni a bassa temperatura potrebbero non eguagliare quelle delle batterie al nichel-metallo idruro, le batterie LiFePO4 migliorate se la passano meglio alle basse temperature rispetto alle batterie polimeriche agli ioni di litio. Tuttavia, le loro prestazioni alle alte temperature potrebbero essere leggermente compromesse.
- In termini di costi di installazione, le batterie LiFePO4 sono più costose delle batterie al nichel-metallo idruro ma meno costose delle batterie polimeriche agli ioni di litio. Di conseguenza, le batterie LiFePO4 sono comunemente utilizzate nelle applicazioni marine, poiché offrono una soluzione più economica per applicazioni a temperatura normale equivalenti.
La scelta della giusta batteria agli ioni di litio per uso marino dipende dai requisiti specifici, dalle condizioni e dai compromessi accettabili per la determinata applicazione.
Quanto pesa una batteria marina al litio
Il peso delle batterie marine al litio è strettamente correlato a fattori quali il tipo di batteria e la sua capacità. In generale, maggiore è la capacità della batteria, più pesante è la batteria. Rispetto alle batterie al piombo, le batterie agli ioni di litio sono più leggere a parità di capacità. Prendendo come esempio una batteria da 200 Ah, le batterie agli ioni di litio pesano in genere circa 40-70 libbre, mentre le batterie al piombo pesano circa 120-200 libbre per la stessa capacità.
