Elettronica di consumo
1. Smartphone
Gli smartphone rappresentano uno degli scenari di applicazione principali per le batterie agli ioni di litio-. Le batterie agli ioni di litio-forniscono una fonte di alimentazione stabile per i telefoni cellulari, soddisfacendone i requisiti di progettazione in termini di sottigliezza, leggerezza e prestazioni elevate. Ad esempio, la serie iPhone di Apple utilizza batterie agli ioni di litio-, la cui elevata densità di energia consente al telefono di integrare potenti chip di elaborazione, schermi ad alta-risoluzione e altri componenti all'interno di un corpo compatto, garantendo comunque una certa durata della batteria. In genere, le batterie agli ioni di litio- degli smartphone hanno una capacità compresa tra 2.000 e 5.000 mAh, in grado di supportare da diverse ore a più di un giorno di utilizzo normale con una singola carica. Il tempo di utilizzo specifico dipende dalla configurazione hardware del telefono e dalle abitudini di utilizzo dell'utente.
2. Compresse
I tablet si alimentano anche con batterie agli ioni di litio-. Rispetto agli smartphone, i tablet hanno una capacità della batteria agli ioni di litio-maggiore, generalmente intorno a 6000-10000 mAh. Questo perché gli schermi dei tablet sono più grandi e il consumo energetico di componenti come i processori è relativamente più elevato. Ad esempio, le batterie agli ioni di litio della serie iPad di Apple e di altri tablet consentono al dispositivo di riprodurre video ininterrottamente per diverse ore o anche più di dieci ore, comodo da utilizzare per l'intrattenimento, il lavoro e altri scopi mentre sono in movimento.
3. Laptop
I laptop richiedono batterie al litio-ad alte prestazioni. La capacità della batteria è in genere compresa tra 4.000-9.000 mAh e devono supportare il funzionamento di processori ad alta-potenza, schede grafiche e altri componenti. Ad esempio, le batterie al litio dei laptop da gioco ad alte-prestazioni devono soddisfare le esigenze di funzionamento a carico elevato (come l'esecuzione di giochi 3D di grandi dimensioni) pur mantenendo un certo livello di portabilità. Per prolungare la durata della batteria dei laptop, alcuni produttori hanno adottato una tecnologia di gestione intelligente dell'energia, ottimizzando la carica e la scarica delle batterie al litio per migliorare l'efficienza energetica.
4. Fotocamere digitali
Le fotocamere digitali consumano una quantità significativa di energia elettrica durante le riprese. L'elevata densità di energia e le prestazioni di ricarica rapida delle batterie al litio possono soddisfare le esigenze delle fotocamere digitali, consentendo agli utenti di scattare più foto e video.
Veicoli a nuova energia e veicoli elettrici-a due ruote
1. Veicoli elettrici puri
I veicoli elettrici puri si affidano interamente alle batterie al litio per l’alimentazione. La capacità delle batterie al litio varia notevolmente a seconda del modello del veicolo. Ad esempio, la capacità della batteria di un piccolo veicolo elettrico puro può essere compresa tra 30-50 kWh, mentre la capacità della batteria di un grande veicolo elettrico puro di lusso può raggiungere oltre 100 kWh. Prendendo ad esempio la Tesla Model 3, la sua versione a lungo-raggio ha una capacità della batteria di 75 kWh, garantendo un'autonomia di oltre 600 chilometri. La densità energetica e le prestazioni di carica/scarica delle batterie al litio influiscono direttamente sull’autonomia e sulle prestazioni di accelerazione dei veicoli elettrici. Le batterie al litio ad alta-energia-densità possono immagazzinare più energia elettrica a parità di volume e peso, aumentando così l'autonomia del veicolo; mentre le prestazioni di carica/scarica rapida supportano la ricarica rapida e un'elevata potenza in uscita, ad esempio, alcuni veicoli elettrici puri ad alte prestazioni possono accelerare da 0 a 100 km/h in pochi secondi.
2. Veicoli elettrici ibridi I veicoli elettrici ibridi includono veicoli ibridi elettrici plug-(PHEV) e veicoli ibridi elettrici non-plug-(HEV). Nei PHEV, la batteria al litio può essere caricata esternamente, consentendo al veicolo di percorrere una certa distanza in modalità puramente elettrica, generalmente circa 50-100 chilometri. Ad esempio, la batteria al litio del veicolo ibrido elettrico BYD Tang DM-i plug-gli consente di percorrere 112 chilometri in modalità puramente elettrica. Negli HEV (veicoli elettrici ibridi), le batterie al litio vengono utilizzate principalmente per assistere il motore a combustione interna, fornendo potenza aggiuntiva durante l’avvio e l’accelerazione del veicolo, recuperando anche l’energia di frenata per migliorare il risparmio di carburante.
3. Veicoli commerciali di nuova energia
Compresi autobus elettrici, veicoli logistici e veicoli igienico-sanitari. Questi veicoli hanno percorsi relativamente fissi e richiedono un certo raggio d'azione. Le batterie al litio possono fornire un supporto energetico stabile, contribuendo allo sviluppo ecologico del trasporto pubblico urbano, al risparmio energetico e alla riduzione delle emissioni nel settore della logistica.
4. Veicoli elettrici a due-ruote
Biciclette elettriche: le biciclette elettriche leggere e flessibili sono un importante mezzo di trasporto per i residenti urbani che percorrono brevi distanze. Le batterie al litio, con la loro elevata densità di energia e il loro peso leggero, possono fornire alle biciclette elettriche un’autonomia di guida più lunga e una velocità di ricarica relativamente elevata.
Motociclette elettriche: rispetto alle tradizionali motociclette a benzina, le motociclette elettriche presentano alcuni vantaggi in termini di prestazioni energetiche e rispetto dell'ambiente. L'elevata potenza delle batterie al litio può soddisfare i requisiti di potenza delle motociclette elettriche, offrendo ai motociclisti una buona esperienza di guida.
Stoccaggio dell'energia
1. Stoccaggio dell'energia nella rete
Nei sistemi di accumulo dell’energia di rete, le batterie al litio possono essere utilizzate per bilanciare l’offerta e la domanda di energia della rete elettrica. Quando la rete elettrica genera elettricità in eccesso (come durante i periodi di punta del vento notturno o di generazione di energia solare), le batterie al litio possono immagazzinare l’energia in eccesso. Quando la richiesta di energia è elevata o la generazione è insufficiente, le batterie al litio rilasciano l’energia immagazzinata nella rete. Ad esempio, le centrali elettriche di accumulo di energia con batterie al litio costruite vicino a grandi parchi eolici o centrali solari possono raggiungere scale di diversi megawatt o addirittura decine di megawatt. Queste centrali elettriche di accumulo di energia possono risolvere efficacemente il problema dell’intermittenza della generazione di energia rinnovabile, migliorando la stabilità e l’affidabilità della rete elettrica.
2. Accumulo di energia domestica I sistemi di accumulo di energia domestica vengono utilizzati principalmente insieme ad apparecchiature di generazione di energia solare distribuita. L'elettricità in eccesso generata dai pannelli solari installati dagli utenti domestici durante il giorno può essere immagazzinata in batterie al litio da utilizzare di notte o nelle giornate nuvolose. Ad esempio, il Tesla Powerwall è un prodotto di accumulo di energia con batteria al litio per utenti domestici con una capacità di 13,5 kWh, in grado di soddisfare le esigenze elettriche di base di una famiglia, come l'alimentazione dell'illuminazione e degli elettrodomestici. I sistemi di accumulo dell'energia domestica non solo migliorano l'auto-sufficienza energetica domestica, ma riducono anche i costi dell'elettricità domestica caricandosi durante le-ore non di punta e scaricando nelle ore di punta.
3. Accumulo di energia per stazioni base di comunicazione
Le stazioni base di comunicazione richiedono un'alimentazione stabile per garantire il normale funzionamento delle reti di comunicazione. Le batterie al litio, come fonti di alimentazione di backup, possono fornire supporto energetico continuo alle stazioni base di comunicazione durante le interruzioni dell'alimentazione di rete, garantendo segnali di comunicazione ininterrotti.
Economia a bassa-altitudine (settore aerospaziale)
1. Veicoli aerei senza pilota (UAV)
Gli UAV hanno requisiti estremamente elevati in termini di peso della batteria e densità di energia, che le batterie al litio soddisfano perfettamente. Sia gli UAV consumer che quelli industriali utilizzano ampiamente le batterie al litio come fonte di energia, consentendo loro di volare per periodi prolungati e completare varie attività come la fotografia, il monitoraggio e la consegna logistica.
2. Satelliti
Alcuni satelliti utilizzano anche batterie al litio come dispositivi di accumulo dell'energia per fornire supporto energetico alle loro apparecchiature elettroniche. A causa della particolare natura dell’ambiente spaziale, i requisiti di affidabilità e stabilità per le batterie al litio sono estremamente elevati e richiedono progettazione e test speciali.
Settore Industriale
1. Gruppo di continuità (UPS)
I sistemi UPS con batterie al litio sono ampiamente utilizzati in luoghi con requisiti estremamente elevati di continuità dell'alimentazione, come data center e stazioni base di comunicazione. Quando l'alimentazione principale viene a mancare o viene interrotta, l'UPS con batteria al litio può fornire supporto energetico istantaneo, garantendo il normale funzionamento delle apparecchiature. Ad esempio, nei data center, le apparecchiature critiche come i server richiedono un'alimentazione ininterrotta 24 ore su 24, 7 giorni su 7. I sistemi UPS con batteria agli ioni di litio- possono cambiare alimentazione in pochi millisecondi, fornendo tempo sufficiente al data center per avviare un generatore di backup o adottare altre misure di emergenza. La capacità della batteria dipende dalle dimensioni del carico e dai requisiti di tempo di backup, che generalmente vanno da diverse centinaia di watt-ora a diversi kilowatt-ora.
2. Utensili elettrici professionali
Strumenti come trapani elettrici e seghe utilizzati dai lavoratori edili e cacciaviti elettrici utilizzati dai riparatori hanno requisiti elevati in termini di potenza e durata della batteria. Le batterie agli ioni di litio- possono fornire una potenza potente per soddisfare le esigenze degli utensili elettrici professionali e avere prestazioni ambientali migliori rispetto alle tradizionali batterie al nichel-cadmio.
3. Utensili elettrici domestici
Anche gli elettrodomestici come aspirapolvere e robot aspirapolvere utilizzano sempre più batterie agli ioni di litio. La portabilità delle batterie agli ioni di litio-rende questi utensili elettrici domestici più facili da utilizzare e trasportare, migliorando al tempo stesso l'esperienza dell'utente.