锂电池由于其高能量密度和低每周期成本而与其他电池化学方法脱颖而出。然而，“锂电池”是一个模糊的术语。锂电池共有六种常见的化学性质，各有千秋。对于可再生能源应用，主要化学物质是磷酸铁锂（LiFePO4）。这种化学物质具有出色的安全性，具有出色的热稳定性，高额定电流，长循环寿命和耐滥用性。
磷酸铁锂（磷酸铁锂与几乎所有其他锂化学物质相比，）是一种极其稳定的锂化学物质。电池由天然安全的阴极材料（磷酸铁）组装而成。与其他锂化学产品相比，磷酸铁具有更强的分子键，可承受极端的充电条件，延长循环寿命并在许多循环中保持化学完整性。这就是这些电池具有出色的热稳定性，长循环寿命和耐滥用性的原因。 LiFePO4电池不容易过热，也不会“热失控”，因此，在严苛的不当操作或恶劣的环境条件下，也不会过热或着火。
与溢流的铅酸和其他电池化学物质不同，锂电池不会排放氢气和氧气等危险气体。也没有暴露于硫酸或氢氧化钾等腐蚀性电解质的危险。在大多数情况下，这些电池可以存放在狭窄的区域内，而没有爆炸的危险，正确设计的系统不应要求主动冷却或通风。
锂电池是由许多电池组成的组件，例如铅酸电池和许多其他类型的电池。铅酸电池的标称电压为每节2V，而锂电池的标称电压为3.2V。因此，要获得12V电池，通常需要串联四个电池。这将使LiFePO4的标称电压为12.8V。串联连接的八个电池构成一个标称电压为25.6V的24V电池，串联连接的十六个电池构成一个标称电压为51.2V的48V电池。这些电压可与典型的12V，24V和48V逆变器一起很好地工作。
锂电池通常用于直接替换铅酸电池，因为它们的充电电压非常相似。四节LiFePO4电池（12.8V）的最大充电电压通常在14.4-14.6V之间（取决于制造商的建议）。锂电池的独特之处在于它们不需要吸收电荷或在相当长的一段时间内保持恒定电压状态。通常，当电池达到最大充电电压时，不再需要充电。 LiFePO4电池的放电特性也很独特。在放电期间，锂电池将比铅酸电池在负载下通常保持更高的电压。锂电池从充满电到放电的75％仅下降十分之几的情况并不少见。这可能使得很难知道没有电池监控设备已使用了多少容量。
锂电池比铅酸电池的一个显着优势是它们不会遭受不足循环的困扰。从本质上讲，这是在第二天无法再次放电之前无法完全充电的情况。对于铅酸电池来说，这是一个非常大的问题，如果以这种方式反复循环，会导致极板的严重降解。 磷酸铁锂电池 不需要定期充满电。实际上，可以通过稍微充电而不是完全充电来略微提高整体预期寿命。
在设计太阳能电气系统时，效率是非常重要的因素。平均铅酸电池的往返效率（从充满电到没电，再到充满电）约为80％。其他化学物质甚至可能更糟。磷酸铁锂电池的往返能量效率高达95-98％。对于冬季缺乏太阳能的系统而言，仅此一项便是一项重大改进，发电机充电可节省大量燃料。铅酸电池的吸收充电阶段效率特别低，导致效率达到50％甚至更低。考虑到锂电池不吸收电荷，从完全放电到完全充满的充电时间可能只有两个小时。同样重要的是要注意，锂电池可以达到额定值的近乎完全放电而没有明显的不利影响。但是，重要的是要确保各个电池不会过度放电。这是集成电池管理系统（BMS）的工作。
锂电池的安全性和可靠性是一个大问题，因此所有组件都应具有集成的电池管理系统（BMS）。 BMS是一个监视，评估，平衡和保护单元以免在“安全操作区域”之外运行的系统。 BMS是锂电池系统的基本安全组件，用于监视和保护电池中的电池免受过电流，欠压/过压，欠压/过温等影响。如果LiFePO4电池的电压降到小于2.5V，则该电池将被永久损坏；如果电池的电压增加到4.2V以上，则将被永久损坏。 BMS监视每个电池，并在电压不足/过高的情况下防止损坏电池。
BMS的另一个基本职责是在充电过程中平衡电池组，确保所有电池都充满电而不会过度充电。 LiFePO4电池的电池在充电周期结束时不会自动平衡。穿过电池的阻抗略有变化，因此没有一个电池100％相同。因此，在循环时，某些电池将比其他电池更早地充满电或放电。如果单元格不平衡，则单元格之间的差异将随时间显着增加。
在铅酸电池中，即使一个或多个电池充满电，电流仍将继续流动。结果是在电池内发生电解，水分解成氢和氧。该电流有助于给其他电池充满电，从而自然平衡所有电池上的电荷。然而，充满电的锂电池将具有非常高的电阻，并且几乎没有电流流动。因此，落后的电池将无法充满电。在平衡期间，BMS将对充满电的电池单元施加较小的负载，以防止其过度充电并导致其他电池单元追赶。
与其他电池化学方法相比，锂电池具有许多优势。它们是安全可靠的电池解决方案，无需担心热失控和/或灾难性的熔化，这是其他类型的锂电池的重大可能性。这些电池具有极长的循环寿命，有些制造商甚至保证电池可循环10,000次。高放电和充电速率连续达到C / 2，往返效率高达98％，难怪这些电池在行业中越来越受欢迎。磷酸铁锂（LiFePO4）是理想的储能解决方案。
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