Le batterie agli ioni di litio sono disponibili in ogni forma, dimensione e composizione chimica. Scoprite come scegliere quelle giuste per le vostre attività.
Abbiamo già parlato dei diversi tipi di batterie agli ioni di litio (Li-ion) in base alla classe di prestazione, quindi se le state già utilizzando e siete alla ricerca di soluzioni di stoccaggio appropriate, questo articolo può esservi utile.
Se, invece, state prendendo in considerazione le batterie agli ioni di litio per la prima volta, la scelta della tipologia più adatta alle vostre attività non si limita a una semplice valutazione delle prestazioni.
Le batterie agli ioni di litio sono disponibili in un'ampia gamma di modelli per adattarsi a quasi tutte le applicazioni. Da dove iniziare e come essere sicuri di investire nella soluzione giusta?
Nell'articolo di questa settimana, esaminiamo insieme i sei tipi più comuni di batterie agli ioni di litio, per essere sicuri di poter scegliere la giusta fonte di energia per le vostre attività.
In questo articolo vogliamo aiutarvi a riconoscere le batterie agli ioni di litio che possono soddisfare i vostri requisiti.
Per rendere questa risorsa il più utile possibile e per facilitare il confronto, inizieremo ogni comparazione con una sezione "Adatto all'utilizzo in...".
Confronteremo poi ogni tipo di batteria in base ad alcuni criteri chiave nella sezione "Specifiche generali". Questi punti di confronto includono:
Per conoscere meglio la terminologia relativa alle batterie agli ioni di litio, date un'occhiata al nostro glossario.
Adatte all'utilizzo in… veicoli elettrici, pannelli solari, camper e roulotte, batterie marine e gruppi di continuità (UPS).
Nelle batterie LFP, il materiale anodico è costituito da fosfato ferroso di litio (LiFePO4). Si tratta di uno dei composti di litio più stabili e non tossici, che conferisce a questo tipo di batteria una maggiore stabilità termica (vedi sotto) anche quando è completamente carica, uno stato in cui altri tipi di batterie agli ioni di litio rischiano maggiormente di surriscaldarsi e di innescare una fuga termica.
Non sorprende quindi che sia una delle tecnologie più adottate.
Altri vantaggi delle batterie LFP sono un ciclo di vita superiore alla media (in genere da tre a cinque volte più lunga delle batterie agli ioni di litio standard) e un ampio intervallo operativo. Ciò significa che possono essere caricate o scaricate completamente senza lo stesso livello di rischio che si riscontra in altre batterie agli ioni di litio quando vengono spinte a questi estremi di carica/scarica.
La sua affidabilità e la sua lunga durata fanno sì che i costi di acquisto siano più che compensati dagli anni di energia che una batteria LFP sarà in grado di garantirvi.
Specifiche generali (possono variare)
Soluzioni di stoccaggio Emtez consigliate: Container per batterie con protezione antincendio (solo per lo stoccaggio), Container drive-in (su misura per i veicoli elettrici contenenti batterie)
2. Batterie al litio ossido di cobalto (LCO)
Adatte all'utilizzo in… smartphone, fotocamere digitali, computer portatili, tablet e molti altri dispositivi elettronici portatili.
Questo tipo di batteria prende il nome dal catodo in ossido di litio e cobalto (LiCoO2). L'anodo è costituito da grafite di carbonio. Ciò che la distingue da altri tipi di batterie è la sua elevata densità energetica. In alcune applicazioni, ad esempio quando è necessaria una potenza elevata ma le dimensioni del dispositivo o dell'apparecchiatura in questione sono molto ridotte, le batterie LCO rappresentano una scelta vincente.
Non sono adatte ad ambienti che ne mettano alla prova la stabilità termica (noterete che ha uno dei valori di stabilità termica più bassi tra i tipi qui elencati). L'utilizzo per questo tipo di applicazioni metterebbe a rischio voi e il vostro team.
Inoltre, hanno un'autonomia inferiore rispetto a molti altri tipi di batterie agli ioni di litio oggi disponibili. Rispetto a una batteria LFP equivalente, la durata di una LCO potrebbe essere pari a un terzo o a un quarto di una LFP, il che significa che si esaurirà molto più rapidamente.
Specifiche generali (possono variare)
Soluzioni di stoccaggio Emtez consigliate: Armadio per batterie agli ioni di litio (piccoli volumi), Unità walk-in antincendio (grandi volumi)
3. Batterie al litio ossido di manganese (LMO)
Adatte all'utilizzo in… apparecchiature elettriche portatili, dispositivi e apparecchiature mediche, automobili ibride ed elettriche e motociclette elettriche.
Le batterie LMO contengono un catodo di ossido di litio e manganese (LiMn2O4). Ciò facilita il movimento degli ioni di litio e rende la batteria più stabile dal punto di vista termico e in generale più sicura.
Sono anche abbastanza personalizzabili; le batterie LMO di diversi produttori avranno probabilmente un'ampia gamma di specifiche a seconda della loro composizione chimica, che porterà a proprietà come una maggiore durata della batteria, una ricarica più veloce o persino una migliore potenza specifica (un loro punto debole).
Il rovescio della medaglia è che, rispetto alle batterie LFP, la loro tipica durata di 500 cicli significa che spesso vengono trascurate a favore di batterie che semplicemente durano di più prima di dover essere sostituite.
Nel complesso, le batterie LMO possono essere considerate una via di mezzo e ci sono molte probabilità che sia meglio utilizzare un tipo di batteria più specializzato di questo elenco.
Specifiche generali (possono variare)
Soluzioni di stoccaggio Emtez consigliate: Armadio per batterie agli ioni di litio (piccoli volumi), Unità walk-in anticendio (grandi volumi), Container drive-in (su misura per i veicoli elettrici contenenti batterie)
4. Batterie al litio all'ossido di nichel-manganese-cobalto (NMC o Li-NMC)
Adatte all'utilizzo in… veicoli elettrici, biciclette elettriche, dispositivi medici e apparecchi elettrici.
Considerate seconde solo alle LFP, le batterie NMC sono molto apprezzate. Così chiamate per il catodo in ossido di nichel manganese cobalto (LiNiMnCoO2), queste batterie offrono praticamente tutto ciò che si può desiderare da una batteria LMO o LCO con un ciclo di vita più lungo.
La loro elevata densità di energia consente di costruirle più piccole per adattarle ai dispositivi palmari e ad altre applicazioni in cui le dimensioni sono importanti (vedi sopra "Adatto per l'uso in...").
Come le LMO, le batterie NMC possono essere personalizzate dal produttore per aumentare o ridurre determinate specifiche in base al rapporto tra nichel, magnesio e cobalto all'interno della cella. Lo svantaggio? Il cobalto può essere difficile da reperire, quindi si tratta di batterie più costose.
Sebbene non abbiano il prezzo delle batterie LFP, il loro ciclo di vita è notevolmente più breve, quindi a lungo termine sono probabilmente meno convenienti rispetto a un investimento in LFP.
Specifiche generali (possono variare)
Voltaggio nominale: 3.7V
Voltaggio operativo: 3V to 4.2V
Ciclo di vita: 1,500 cicli
Stabilità termica: fino a 210°C. Diminuisce a un livello di carica più elevato
Tasso di carica: da 0.7C a 1C, carica fino a 4,2 V in 3 ore. Correnti di carica più elevate comportano una breve durata della batteria
Tasso di scarica: 1C, con cutoff a 2.5V
Energia specifica: da 150 KWh/kg a 220 KWh/kg
Soluzioni di stoccaggio Emtez consigliate: Armadio per batterie agli ioni di litio (piccoli volumi), Unità walk-in antincendio (grandi volumi), Container Drive-In (su misura per i veicoli elettrici contenenti batterie)
5. Batterie al litio-titanato (Li2TiO3 or LTO)
Adatte all'utilizzo in… motori elettrici, apparecchiature mediche, strumenti industriali.
Tra tutti i tipi di batterie elencati, le batterie LTO sono le più particolari. Infatti, i loro anodi sono costituiti da titanato di litio (Li2TiO3) anziché da grafite.
Grazie al modo in cui sono prodotte, le batterie LTO hanno uno dei cicli di vita più lunghi, superando anche le batterie LFP. Dal punto di vista operativo, sono anche uno dei tipi di batterie più stabili a livello termico.
Ma sono costose, quasi il doppio delle loro controparti LFP, e la loro minore densità di energia significa che non hanno la potenza che ci si aspetterebbe da una batteria delle loro dimensioni.
Specifiche generali (possono variare)
Soluzioni di stoccaggio Emtez consigliate: Armadio per batterie agli ioni di litio (piccoli volumi), Unità walk-in antincendio (grandi volumi), Container Drive-In (su misura per i veicoli elettrici contenenti batterie)
6. Batterie al litio all'ossido di nichel cobalto e alluminio (NCA)
Adatte all'utilizzo in… veicoli elettrici.
Le batterie al litio all'ossido di nichel-cobalto-alluminio (NCA o LiNiCoAlO2) sostituiscono il tradizionale manganese presente nelle batterie NMC con l'alluminio, ottenendo una batteria che offre un'eccellente stabilità chimica. Inoltre, sono caratterizzate da un'elevata energia specifica. Ciò significa che le batterie NCA sono perfette per le applicazioni che richiedono un carico moderato o elevato per un periodo prolungato.
Tuttavia, vale la pena notare che, nonostante questi vantaggi, le batterie NCA hanno una durata di vita relativamente breve rispetto ad altre batterie agli ioni di litio. Anche la stabilità termica delle batterie NCA è scarsa e questo le rende più inclini alla fuga termica, soprattutto se utilizzate all'aperto.
Infine, il costo delle batterie NCA è relativamente alto. Considerando la loro durata limitata, sono l'opzione meno conveniente tra le batterie agli ioni di litio qui elencate.
Specifiche generali (possono variare)
Voltaggio nominale: 3.6V
Voltaggio operativo: da 3V a 4.2V
Ciclo di vita: 500 cicli
Fuga termica: 150°C
Tasso di carica: 0.7C, carica fino a 4.2V
Tasso di scarica: 1C, cutoff a 3V
Energia specifica: da 200 KWh/kg a 260 KWh/kg
Soluzioni di stoccaggio Emtez consigliate: Unità walk-in antincendio (grandi volumi), Container Drive-In (su misura per i veicoli elettrici contenenti batterie)
Se non siete ancora sicuri di quale sia il tipo di batteria più adatto alle vostre esigenze o se desiderate ulteriori informazioni su tutto ciò di cui abbiamo parlato qui, contattateci oggi stesso.
La nostra ricerca e il nostro sviluppo nell'ambito delle batterie specialistiche agli ioni di litio si basano su una conoscenza approfondita e fondamentale del loro funzionamento. Oltre a utilizzare queste informazioni per la progettazione dei prodotti, i nostri esperti contribuiscono alla definizione di politiche sugli ioni di litio in tutto il mondo per promuovere la regolamentazione e l'uso sicuro e responsabile di queste batterie.
La sicurezza inizia con l'educazione, quindi se avete domande saremo lieti di aiutarvi a scegliere il tipo di batteria giusta (e, se necessario, la soluzione di stoccaggio appropriata per il tipo di batteria, le dimensioni e i volumi in questione) per mantenere il vostro personale e le vostre risorse al sicuro.
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