Kinerja utama baterai lithium mencakup kepadatan energi, tingkat pengisian/pengosongan, masa pakai, keamanan, dan suhu pengoperasian. Dalam makalah ini, dua jenis baterai lithium yang representatif untuk penyimpanan energi di pembangkit listrik energi baru dipilih dan kinerjanya dibandingkan.

Dengan menganalisis data pada tabel, dapat ditemukan bahwa perbedaan kinerja antara baterai LFP dan NCM terutama dalam bidang berikut.

Kepadatan energi. Densitas energi baterai adalah jumlah energi listrik yang dilepaskan per satuan volume atau massa baterai, yang sangat ditentukan oleh kinerja bahan elektroda positif dan negatif. Secara teoritis, kerapatan energi massa baterai NCM adalah sekitar 1,5 hingga 1,8 kali lipat dari baterai LFP, tetapi pada tingkat produk, perbedaan kerapatan energi massa antara kedua jenis baterai tidak begitu besar dalam praktiknya karena pemosisian produk yang berbeda. dan pertimbangan keselamatan masing-masing perusahaan. Misalnya, densitas energi massa baterai LFP adalah 155,8 Wh/kg, yang hanya sedikit lebih rendah dari 164,7 Wh/kg baterai NCM, tetapi dengan kapasitas sel yang sama, baterai NCM memiliki footprint 15% lebih kecil dari baterai LFP, yang menghemat lahan dan mengurangi biaya pengangkutan dan pemasangan baterai.

Pengganda pengisian/pengosongan. Tingkat pengisian/pengosongan baterai LFP arus utama di pasaran saat ini adalah 1 C ke bawah, terutama karena kinerja dan masa pakai baterai. Namun, untuk alasan keamanan, kinerja baterai NCM dengan tingkat pengisian/pengosongan 2 C yang diproduksi oleh perusahaan yang sama biasanya jauh lebih rendah daripada baterai NCM dengan tingkat pengisian/pengosongan 1 C atau kurang, dan energi massa kerapatan beberapa baterai NCM bahkan lebih rendah daripada baterai LFP. Pengganda pengisian/pengosongan umum untuk baterai penyimpan energi adalah 0,25 C (4 jam penyimpanan energi), 0,5 C (2 jam penyimpanan energi), 1 C (1 jam penyimpanan energi). Karena biaya baterai lithium telah turun, overmatching 1 C baterai penyimpanan dengan baterai lithium sekarang umum digunakan untuk memenuhi kebutuhan daya sistem penyimpanan energi dengan pengganda pengisian/pengosongan 2 C pada proyek awal. Metode ini lebih aman dan baterai lithium memiliki masa pakai lebih lama; ini juga lebih ekonomis daripada sistem pengganda pengisian/pengosongan 2 C karena sistem pengganda pengisian/pengosongan 1 C dapat memiliki berbagai model keuntungan seperti pengaturan frekuensi dan arbitrase puncak/lembah.

Kehidupan siklus. Pada suhu sekitar 25 °C, pengganda pengisian/pengosongan 1 C dan EOL 80%, baterai LFP dengan kapasitas sel 260 Ah memiliki masa pakai siklus 6000 siklus. Hal ini terutama disebabkan oleh fakta bahwa baterai LFP memiliki dataran tegangan pelepasan yang mulus dan tidak ada perubahan fase selama pengisian dan pengosongan, sedangkan baterai NCM memiliki dataran tegangan pelepasan yang tidak stabil dan perubahan fasa selama pengisian dan pengosongan, yang dapat menyebabkan kapasitas sel meluruh dan memperpendek siklus hidup. Pada tingkat pengisian/pengosongan rendah (di bawah 0,5 C), masa pakai baterai NCM dapat ditingkatkan secara signifikan, mencapai 5000 hingga 6000 siklus.

Di dalam dan luar negeri, pembangkit listrik energi baru memerlukan baterai lithium dengan masa pakai 5.500 siklus atau 15 tahun (1 siklus per hari), dan baterai LFP dapat memenuhi persyaratan masa pakai dengan sangat baik.

Keamanan. Pelarian termal dalam baterai Li-ion adalah rantai pembentukan panas selama proses eksotermik baterai, diikuti oleh peningkatan suhu baterai dan ledakan dan kebakaran ketika intensitas dan jumlah panas yang dihasilkan benar-benar melebihi intensitas pembuangan panas. .Dalam kondisi seperti korsleting, panas berlebih impedansi tinggi lokal, ekstrusi, tusukan dan benturan, suhu akhir baterai NCM dapat dengan mudah mencapai 200-300 °C, menghasilkan oksigen dalam jumlah besar dan membuatnya rentan terhadap pengapian Jika terjadi pelarian termal , oksigen dalam struktur kristal baterai LFP dalam bentuk tetrahedra fosfor-oksigen dan tidak ada oksigen yang dilepaskan.

Namun, kapasitas sel baterai penyimpan energi untuk pembangkit listrik energi baru jauh lebih tinggi daripada baterai mobil penumpang, dan lebih sulit untuk mengontrol suhu. Oleh karena itu, dari sudut pandang keamanan, baterai penyimpan energi untuk pembangkit listrik energi baru lebih memilih baterai LFP.

Suhu kerja. Penelitian telah menunjukkan bahwa kapasitas pelepasan baterai NCM dan LFP yang diukur pada suhu tinggi 55 °C tidak mengalami penurunan yang signifikan dibandingkan dengan yang diukur pada 25 °C, menggunakan suhu referensi 25 °C. Namun, pada suhu rendah, terutama di bawah -20 °C, kapasitas pelepasan baterai NCM secara signifikan lebih tinggi daripada baterai LFP. Oleh karena itu, untuk sistem penyimpanan energi yang dibangun di daerah lintang tinggi, kesesuaian suhu rendah baterai LFP tidak sebaik baterai NCM karena perbedaan suhu yang besar antara siang dan malam dan suhu malam yang rendah.

Ringkasnya, dapat ditemukan bahwa baterai LFP lebih cocok untuk penyimpanan energi di pembangkit listrik energi baru.

Dalam makalah ini, kinerja dua baterai lithium utama dalam penyimpanan energi elektrokimia - baterai LFP dan baterai NCM - dibandingkan dan dianalisis, dan hasilnya menunjukkan bahwa baterai LFP sedikit lebih lemah dari baterai NCM dalam hal massa kepadatan energi dan kinerja suhu rendah, tetapi mereka memiliki keuntungan yang jelas dalam hal keselamatan dan siklus hidup. Tidak seperti baterai litium untuk baterai daya mobil penumpang, baterai penyimpan energi untuk pembangkit listrik energi baru memerlukan keamanan dan masa pakai yang lebih tinggi, dan kondisi pengoperasiannya relatif ringan serta tidak memerlukan kebutuhan ruang yang tinggi, sehingga baterai LFP lebih cocok.