اختيار البطاريات المناسبة لأنظمة تخزين الطاقة

لقد تحسّن أداء بطاريات الرصاص والكربون بشكل ملحوظ مقارنةً ببطاريات الرصاص الحمضية التقليدية. مع ذلك، لا يزال دور مادة الكربون الأساسية في تحسين أداء هذه البطاريات غير واضح. إضافة مواد الكربون قد تُسبب آثارًا سلبية، مثل ترسب الهيدروجين على القطب السالب وفقدان البطارية للماء، لذا فهذه مسألة تستدعي المعالجة.

بطارية ليثيوم 2.2
تستخدم بطاريات الليثيوم أيون في عمليتي الشحن والتفريغ مواد كيميائية تحتوي على الليثيوم كقطب موجب. ولا تحتوي هذه البطاريات على معدن الليثيوم.
تتكون بطاريات الليثيوم أيون من قطب موجب مصنوع من مركبات تحتوي على الليثيوم، مثل كوبالتات الليثيوم (LiCoO2)، ومنجنات الليثيوم (LiMn2O4)، وفوسفات حديد الليثيوم (LiFePO4)، ومواد أخرى ثنائية أو ثلاثية المكونات. أما القطب السالب فيتكون من مركبات الليثيوم والكربون البينية، مثل الجرافيت، والكربون اللين، والكربون الصلب، وتيتانات الليثيوم.
تتميز بطاريات الليثيوم أيون بميزتين بارزتين: الأولى هي كثافة تخزين الطاقة العالية، والثانية هي كثافة القدرة. وتشمل مزاياها الأخرى الكفاءة العالية، وتعدد استخداماتها، واهتمامًا كبيرًا بها، وتقدمًا علميًا سريعًا، وإمكانات نمو كبيرة. ① نظرًا لاستخدامها محاليل إلكتروليتية كيميائية، فإنها تنطوي على مخاطر كبيرة تتعلق بالسلامة؛ لذا يجب تحسين معايير السلامة.

2.3 اختيار بطارية تخزين الطاقة
نظرة على الاختلافات بين هذين النوعين من بطاريات تخزين الطاقة من حيث مدى عمق التفريغ الذي يمكن أن تصل إليه، ونطاق درجة الحرارة التي يمكن أن تعمل فيها، وعمر دورة الشحن والتفريغ.
يُظهر الجدول أعلاه أن بطاريات الرصاص والكربون تتميز بعمر دورة قصير وتُطلق غاز الهيدروجين، وهو غاز خطير. في المقابل، تعمل بطاريات فوسفات الحديد الليثيوم في نطاق واسع من درجات الحرارة، وتتميز بعمر دورة طويل، وكفاءة عالية في نقل الطاقة، وكثافة طاقة عالية.
لهذا السبب، تعتبر بطاريات تخزين فوسفات الحديد الليثيوم الخيار الأفضل لمعظم مشاريع تخزين الطاقة.