Fatti sul litio

Per decenni, le batterie al piombo-acido ad acido libero a ciclo profondo sono state il mezzo più conveniente per alimentare le golf car elettriche. Con il successo delle batterie agli ioni di litio in molti dispositivi e ora in veicoli come le auto Tesla, molti hanno esaminato cosa può fare il litio per ridurre i costi per il mercato dei campi da golf.

Coloro che sono ansiosi di effettuare la conversione hanno diffuso informazioni dall’industria del litio, mostrando i confronti dei costi e i progressi apportati da questa tecnologia. Secondo le pubblicazioni sulla tecnologia delle batterie e molti produttori di batterie, tuttavia, questi confronti tralasciano informazioni critiche affinché qualsiasi team di gestione dei campi da golf possa effettuare un confronto adeguato.

In un recente articolo nell’edizione estiva 2017 di Battery and Energy Storage Technology Magazine, il redattore tecnico Dr. Mike McDonagh sottolinea le mezze verità diffuse dall’industria del litio. “Le densità di energia delle attuali batterie agli ioni di litio sono pari a circa tre o cinque volte la densità di energia gravimetrica e volumetrica del piombo-acido a livello di cella, il che in parte spiega perché la vecchia tecnologia è stata del tutto ignorata”, ha affermato McDonagh. "Se si tiene conto dei connettori, della spaziatura in un pacco batteria, delle apparecchiature di controllo e sicurezza, del sistema di gestione della batteria, di controllo antincendio e delle apparecchiature di raffreddamento necessarie per il funzionamento sicuro delle batterie agli ioni di litio più grandi, il risultato netto è che una batteria installata la batteria funzionante agli ioni di litio avrà una capacità operativa inferiore alla metà del valore nominale.

Applicando questo concetto a una tipica golf car da 48 volt, Fred Wehmeyer, vicepresidente senior dell'ingegneria per la produzione di batterie negli Stati Uniti, afferma che esiste una discrepanza. "Quando si confronta una batteria al piombo-acido da 240 Ah - 48 volt (11.520 Watt/ora) e una batteria agli ioni di litio da 60 Ah - 48 volt (2.880 Watt/ora), la batteria agli ioni di litio ha un risparmio di peso definito di 422 libbre. alla capacità inferiore”, afferma Wehmeyer. “Anche senza le funzionalità di sicurezza per la gestione termica e della batteria, il costo del pacco agli ioni di litio è in media di 0,42 – 0,52 dollari per wattora contro 0,07 – 0,10 dollari per wattora per un pacco al piombo. La batteria al litio ha solo il 25% dell’energia della batteria al piombo e può costare fino al 50% in più”, spiega Wehmeyer.

Tradotto nell'autonomia effettiva di una tipica golf car, Wehmeyer suggerisce che la batteria al litio avrebbe il 25% dell'autonomia della batteria al piombo. Il driving range influisce direttamente sulla profondità di scarica (DOD) e, come sottolineato da McDonagh, i confronti vengono spesso effettuati in condizioni di laboratorio. "I dati sulle prestazioni forniti nei confronti tra batterie agli ioni di litio e al piombo acido sono spesso ottenuti con una singola cella", ha affermato McDonagh nel suo articolo. “I dati ignorano molto opportunamente l’architettura aggiuntiva richiesta per un funzionamento sicuro nella maggior parte delle installazioni ed è proprio la sicurezza che i produttori affermano essere la loro più grande preoccupazione”.

Oltre ai costi, ci sono anche questioni ambientali da considerare. Le batterie agli ioni di litio non sono riciclabili, mentre il tasso di riciclaggio delle batterie al piombo acido negli Stati Uniti è superiore al 99%.

Secondo Wehmeyer è importante per chi fa un confronto aggiungere tutti i costi. "Una singola cella LiFePO4 ha una tensione nominale di 3,2 volt, quindi richiedono otto celle in serie per un pacco batteria da 24 volt, il doppio di quello per un sistema da 48 volt", ha affermato Wehmeyer. “Il prezzo medio al dettaglio di una cella da 100 Ahr (Amp-ora) è di 155 dollari, portando il costo del pacchetto a circa 2480 dollari per una golf car media. Un BMS e un caricabatterie compatibili costano rispettivamente $ 290 e $ 1075. Complessivamente, una conversione costerebbe 3.845 dollari e fornirà 2.000 cicli con un contenuto energetico inferiore di 5.120 wattora, contro 10.500 wattora di una batteria al piombo-acido paragonabile che costa circa 800 dollari. La batteria al piombo fornirebbe il doppio dell’autonomia a 1/5 del costo.”

"Quando si prendono in considerazione i costi ambientali e la sicurezza, oltre ai problemi di prestazioni, il case agli ioni di litio rispetto a quello al piombo non regge nulla di quanto i produttori vorrebbero far credere", ha affermato McDonagh nel suo articolo. “Bisogna guardare molto attentamente i loro numeri. Il piombo acido è una tecnologia sicura e, purtroppo, trascurata, che ha 150 anni e è completamente riciclabile”.