1. Identificare gli scenari applicativi
Lo scopo di batterie al litio influisce direttamente sulla selezione dei parametri:

• Dispositivi portatili (cellulari, droni, fotocamere): dare priorità a quelli ad alta densità energetica (come le batterie al litio ternarie) e leggeri.
• Veicoli elettrici/utensili elettrici: richiedono un'elevata velocità di scarica (C-rate) e una lunga durata del ciclo (come le batterie al litio ferro fosfato).
• Sistemi di accumulo di energia (energia solare, alimentazione di riserva domestica): puntare su elevata capacità, lunga durata e sicurezza (il litio ferro fosfato è più adatto).
• Progetti fai da te/attrezzature speciali: è necessario tenere conto delle dimensioni, della compatibilità di tensione e dei requisiti di personalizzazione.

2. Analisi dei parametri chiave
Tensione (V)

• La tensione nominale di una singola batteria al litio è solitamente di 3,7 V (litio ternario) o 3,2 V (litio ferro fosfato).
• Selezionare il numero di celle in serie in base ai requisiti del dispositivo (ad esempio, nei veicoli elettrici vengono comunemente utilizzate 48 V e 72 V).

Capacità (Ah) ed energia (Wh)

• Capacità (Ah): determina la durata della batteria. Ad esempio, una batteria da 10 Ah può essere utilizzata per 2 ore con una scarica di 5 A.
• Energia (Wh) = Tensione × Capacità: riflette direttamente la capacità totale di accumulo di energia. Quando si confrontano batterie diverse, il Wh è più preciso.

Tasso di scarica (C-rate)

• Indica la capacità di scarica della batteria. Ad esempio, 1C significa che la batteria si scarica completamente in 1 ora, mentre 10C significa che si scarica completamente in 6 minuti.
• Le apparecchiature ad alta potenza (come trapani elettrici e droni) richiedono batterie con elevata velocità di scarica (ad esempio 20C o superiore).

Ciclo di vita

• Batteria ternaria al litio: circa 500-1000 cicli (la capacità scende all'80%).
• Batteria al litio ferro fosfato : 2000-5000 cicli, adatto per scenari di utilizzo a lungo termine.

3. Selezione del tipo di batteria

• Batteria al litio ternaria (NMC/NCA)

o Vantaggi: elevata densità energetica (200-300 Wh/kg), buone prestazioni a basse temperature (-20℃).
o Svantaggi: bassa sicurezza (necessaria protezione del circuito), breve durata.
o Applicabili: elettronica di consumo, veicoli elettrici, droni.

• Batteria al litio ferro fosfato (LiFePO₄)

o Vantaggi: elevata sicurezza (resistenza alle alte temperature, non infiammabile), lunga durata e costi in graduale diminuzione.

o Svantaggi: bassa densità energetica (90-160 Wh/kg), scarse prestazioni a bassa temperatura.

o Applicazione: sistema di accumulo di energia, autobus elettrico, veicolo elettrico a bassa velocità.

• Altri tipi: titanato di litio (durata ultra-lunga), ossido di litio e cobalto (alta energia, utilizzato nei telefoni cellulari), ecc., selezionati in base a esigenze specifiche.

4. Considerazioni sulla sicurezza

Circuito di protezione: assicurarsi che la batteria sia dotata di protezione da sovraccarico, scaricamento eccessivo e cortocircuito.

Gestione termica: i pacchi batteria ad alta capacità devono essere dotati di un design di dissipazione del calore (come i pacchi batteria dei veicoli elettrici).

Standard di certificazione: scegli prodotti certificati UL, CE, UN38.3, ecc. per evitare batterie di qualità inferiore.

5. Equilibrio tra marchio e budget

• Marchi noti: come CATL, BYD, Panasonic, LG Chem, ecc., con qualità garantita.
• Rapporto costi-efficacia:

o Le batterie a basso prezzo potrebbero utilizzare celle di seconda mano o BMS (sistema di gestione della batteria) di qualità inferiore.
o Il fosfato di ferro e litio ha un costo iniziale elevato, ma è più conveniente nel lungo periodo (lungo ciclo di vita).

6. Fattori fisici e ambientali

• Dimensioni e peso: assicurati che la batteria possa essere installata nel dispositivo (ad esempio i droni sono sensibili al peso).
• Intervallo di temperatura:

o Ambiente ad alta temperatura: scegliere celle resistenti alle alte temperature (ad esempio LiFePO₄).
o Ambiente a bassa temperatura: le batterie ternarie al litio offrono prestazioni migliori oppure è necessario aggiungere un sistema di riscaldamento.

7. Regolamentazione e tutela ambientale

• Limitazioni al trasporto: le batterie di grande capacità potrebbero essere soggette a limitazioni per il trasporto aereo (ad esempio, è necessario dichiarare batterie con capacità superiore a 100 Wh).
• Riciclo: scegli un marchio che supporta il riciclaggio per evitare l'inquinamento ambientale.

Riepilogo dei passaggi
1. Scopo chiaro: determinare il tipo di dispositivo e i requisiti principali (ad esempio resistenza, potenza, durata).
2. Calcolo dei requisiti: stimare la tensione e la capacità (Wh) richieste in base alla potenza del dispositivo e al tempo di funzionamento.
3. Scegliere il tipo: litio ternario (alta densità energetica) vs. litio ferro fosfato (elevata sicurezza).
4. Verificare la sicurezza: controllare le funzioni di protezione, le certificazioni e le recensioni degli utenti.
5. Corrispondenza con il budget: seleziona il modello migliore all'interno di un intervallo accettabile di marca e qualità.
6. Adattamento dell'installazione: confermare le dimensioni, il peso e l'adattabilità ambientale.

Scenari di esempio:

• Modifica del veicolo elettrico: selezionare la batteria al litio ferro fosfato da 72 V 20 Ah (lunga durata e alta sicurezza).
• Alimentazione esterna: selezionare la batteria LiFePO₄ da 12 V e 100 Ah (supporta 2000 cicli, adatta per l'accumulo di energia a lungo termine).
• Drone: selezionare una batteria al litio ternaria ad alta capacità (ad esempio 4S 1500mAh 75C).

Seguendo i passaggi sopra descritti, puoi individuare sistematicamente la soluzione di batteria al litio più adatta alle tue esigenze.