แบตเตอรี่ลิเธียมสำหรับไฟถนนพลังงานแสงอาทิตย์มีส่วนประกอบอย่างไร?

เพื่อปลดปล่อยพลังงานที่สะสมไว้ตลอดทั้งวันในเวลากลางคืนไฟถนนพลังงานแสงอาทิตย์แบตเตอรี่ชนิดนี้มักใช้สำหรับไฟส่องสว่างภายนอกอาคาร แบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟต (LFP) ซึ่งเป็นแบตเตอรี่ที่จำเป็นนั้น เป็นแบตเตอรี่ชนิดที่พบได้บ่อยที่สุด แบตเตอรี่เหล่านี้ติดตั้งบนเสาไฟหรือแบบฝังได้ง่าย เนื่องจากมีน้ำหนักเบาและขนาดที่เหมาะสม จึงไม่ต้องกังวลว่าน้ำหนักของแบตเตอรี่จะเพิ่มภาระให้กับเสาไฟอีกต่อไป ต่างจากรุ่นก่อนๆ

ข้อดีมากมายของแบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตนั้นได้รับการพิสูจน์เพิ่มเติมจากข้อเท็จจริงที่ว่ามันมีประสิทธิภาพมากกว่าและมีความจุจำเพาะสูงกว่าแบตเตอรี่ตะกั่วกรดมาก แล้วส่วนประกอบหลักของแบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตที่ปรับเปลี่ยนได้นี้มีอะไรบ้าง?

1. แคโทด

ลิเธียมเป็นส่วนประกอบสำคัญของแบตเตอรี่ลิเธียม ดังที่ชื่อบ่งบอก อย่างไรก็ตาม ลิเธียมเป็นธาตุที่ไม่เสถียรอย่างยิ่ง ส่วนประกอบหลักมักจะเป็นลิเธียมออกไซด์ ซึ่งเป็นส่วนผสมของลิเธียมและออกซิเจน ส่วนแคโทดซึ่งผลิตกระแสไฟฟ้าผ่านปฏิกิริยาเคมีนั้น สร้างขึ้นโดยการเติมสารนำไฟฟ้าและสารยึดเกาะ แคโทดของแบตเตอรี่ลิเธียมควบคุมทั้งแรงดันไฟฟ้าและความจุของแบตเตอรี่

โดยทั่วไป ยิ่งปริมาณลิเธียมในวัสดุออกฤทธิ์สูงเท่าไร ความจุของแบตเตอรี่ก็จะยิ่งมากขึ้น ความต่างศักย์ระหว่างแคโทดและแอโนดก็จะยิ่งมากขึ้น และแรงดันไฟฟ้าก็จะยิ่งสูงขึ้น ในทางกลับกัน ยิ่งปริมาณลิเธียมต่ำเท่าไร ความจุก็จะยิ่งน้อยลง และแรงดันไฟฟ้าก็จะยิ่งต่ำลง

2. แอโนด

เมื่อกระแสไฟฟ้าที่แปลงโดยแผงโซลาร์เซลล์ชาร์จแบตเตอรี่ ไอออนลิเธียมจะถูกเก็บไว้ในขั้วบวก ขั้วบวกยังใช้วัสดุที่ใช้งานได้ ซึ่งช่วยให้สามารถดูดซับหรือปล่อยไอออนลิเธียมที่ปล่อยออกมาจากขั้วลบได้อย่างย้อนกลับได้เมื่อกระแสไฟฟ้าไหลผ่านวงจรภายนอก กล่าวโดยสรุปคือ ช่วยให้สามารถส่งผ่านอิเล็กตรอนผ่านสายไฟได้

เนื่องจากโครงสร้างที่เสถียร กราไฟต์จึงถูกนำมาใช้เป็นวัสดุออกฤทธิ์ของขั้วบวกบ่อยครั้ง มีการเปลี่ยนแปลงปริมาตรน้อย ไม่แตกหัก และสามารถทนต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างมากที่อุณหภูมิห้องได้โดยไม่เสียหาย นอกจากนี้ยังเหมาะสมสำหรับการผลิตขั้วบวกเนื่องจากมีปฏิกิริยาทางเคมีไฟฟ้าค่อนข้างต่ำ

3. อิเล็กโทรไลต์

อันตรายด้านความปลอดภัยมีมากกว่าความไม่สามารถผลิตกระแสไฟฟ้าได้หากไอออนลิเธียมไหลผ่านอิเล็กโทรไลต์ ในการสร้างกระแสไฟฟ้าที่จำเป็น ไอออนลิเธียมเพียงแค่ต้องเคลื่อนที่ระหว่างขั้วบวกและขั้วลบเท่านั้น อิเล็กโทรไลต์มีบทบาทในหน้าที่จำกัดนี้ อิเล็กโทรไลต์ส่วนใหญ่ประกอบด้วยเกลือ ตัวทำละลาย และสารเติมแต่ง เกลือทำหน้าที่เป็นช่องทางสำหรับการไหลของไอออนลิเธียมเป็นหลัก ในขณะที่ตัวทำละลายเป็นสารละลายเหลวที่ใช้ละลายเกลือ สารเติมแต่งมีวัตถุประสงค์เฉพาะ

สารละลายอิเล็กโทรไลต์ต้องมีค่าการนำไฟฟ้าไอออนสูงและค่าฉนวนไฟฟ้าที่ดีเยี่ยม เพื่อให้ทำหน้าที่เป็นตัวกลางในการขนส่งไอออนได้อย่างเต็มประสิทธิภาพและลดการคายประจุเอง เพื่อให้มั่นใจถึงการนำไฟฟ้าไอออน ค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายโอนไอออนลิเธียมของสารละลายอิเล็กโทรไลต์ก็ต้องคงที่ด้วย โดยค่าที่เหมาะสมคือ 1

4. ตัวคั่น

ตัวแยกทำหน้าที่หลักในการแยกแคโทดและแอโนด ป้องกันการไหลของอิเล็กตรอนโดยตรงและการลัดวงจร และสร้างช่องทางสำหรับการเคลื่อนที่ของไอออนเท่านั้น

โพลีเอทิลีนและโพลีโพรพีลีนมักถูกนำมาใช้ในการผลิตแบตเตอรี่ คุณสมบัติที่ดีของแบตเตอรี่ ได้แก่ การป้องกันการลัดวงจรภายในที่ดีขึ้น ความปลอดภัยที่เพียงพอแม้ในกรณีชาร์จไฟเกิน ชั้นอิเล็กโทรไลต์ที่บางลง ความต้านทานภายในต่ำลง ประสิทธิภาพของแบตเตอรี่ที่เพิ่มขึ้น และความเสถียรทางกลและความร้อนที่ดี

ไฟถนนพลังงานแสงอาทิตย์ของเทียนเซียงไฟทั้งหมดใช้แบตเตอรี่ลิเธียมคุณภาพสูงที่คัดสรรเซลล์ความหนาแน่นพลังงานสูงอย่างพิถีพิถัน เหมาะสำหรับสภาพอุณหภูมิและความชื้นภายนอกที่ท้าทาย มีอายุการใช้งานยาวนาน ประสิทธิภาพการชาร์จและการคายประจุสูง และทนทานต่อความร้อนและความเย็นได้อย่างยอดเยี่ยม ระบบป้องกันอัจฉริยะมากมายของแบตเตอรี่ เช่น การลัดวงจร การคายประจุมากเกินไป และการชาร์จมากเกินไป ช่วยให้การจัดเก็บพลังงานสม่ำเสมอและใช้งานได้ยาวนาน ทำให้สามารถให้แสงสว่างได้อย่างต่อเนื่องแม้ในวันที่เมฆมากหรือฝนตก การจับคู่ที่แม่นยำระหว่างแผงโซลาร์เซลล์ประสิทธิภาพสูงและแบตเตอรี่ลิเธียมคุณภาพสูง ช่วยให้การจ่ายพลังงานมีความน่าเชื่อถือมากขึ้นและลดต้นทุนการบำรุงรักษา