Spannungsdiagramm für LiFePO4-Zellen: Umfassender Leitfaden (3,2 V, 12 V, 24 V, 36 V, 48 V, 72 V)

679 Herausgegeben von BSLBATT 09.08.2024

Lithium-Eisenphosphat-Batterien (LiFePO4) (kurz LFP) verwenden Lithiumeisenphosphat als positives Elektrodenmaterial, Graphit-Kohlenstoff-Elektrode und Metall als negative Elektrode. Aufgrund seiner geringen Kosten, hohen Energiedichte, langen Lebensdauer, Sicherheit und Stabilität wird es häufig in Elektrofahrzeugen, Golfwagen, Gabelstaplern, Wohnmobilen, Bodenmaschinen, Scherenhebebühnen, Hubarbeitsbühnen, Schifffahrt, Flughafenabfertigung und Heimlagerung eingesetzt sowie industrielle und kommerzielle Energiespeicherung.

Grundlagen der LiFePO4-Batteriespannung

Um die Spannung der LiFepo4-Batterie besser zu verstehen, hier Es gibt einige grundlegende Definitionen.

Nennspannung – 3,25 V ist die Nennspannung der Batterie. Die Standardspannung dient zur Überwachung des Ladens und Entladens der Batterie.

Lagerspannung – 3,2V-3,4V Wenn der Akku längere Zeit nicht verwendet wird, muss er bei dieser idealen Spannung gelagert werden. Die Speicherspannung verringert den Kapazitätsverlust der Batterie und sorgt so für eine einwandfreie Funktion der Batterie.

Voll aufgeladene Spannung – Auf 3,65 V geladen, was der maximalen Spannung entspricht. Wenn der Akku über diesen Wert hinaus aufgeladen wird, kann es zu irreparablen Schäden kommen.

Entladespannung – 2,5 V ist die minimale Entladespannung. Es wird Benutzern nicht empfohlen, unterhalb dieser Spannung zu entladen. Wenn der Akku über seinen Grenzwert hinaus entladen wird, kann er beschädigt werden.

Tiefentladung – In diesem Fall liegt die Spannung unter dem empfohlenen Wert. Nach einer Tiefentladung kann es zum Totalausfall des LiFePO4-Akkus kommen.

LiFePO4-Voltmeter: 12V 24V 36V 48V 72V

SOC	1 Zelle (3,2 Volt)	12 Volt	24 Volt	36 Volt	48 Volt	72 Volt
100 % Aufladung	3,65 V	14,6 V	29,2V	43,8 V	58,4 V	87,6V
100 % Ruhe	3,4 V	13,6 V	27,2V	40,8 V	54,4 V	81,6V
90 %	3,35 V	13,4 V	26,8 V	40,2 V	53,6 V	80,2V
80 %	3,32 V	13,28 V	26,56 V	39,84 V	53,12 V	79,68 V
70 %	3,3 V	13,2 V	26,4 V	39,6V	52,8 V	79,2V
60 %	3,27 V	13,08 V	26,16 V	39,24 V	52,32 V	78,48 V
50 %	3,26 V	13,04 V	26,08 V	39,12 V	52,16 V	78,24 V
40 %	3,25 V	13V	26V	39V	52V	78V
30 %	3,22 V	12,88 V	25,76 V	38,64 V	51,52 V	77,28 V
20 %	3,2V	12,8 V	25,6 V	38,4 V	51,2V	76,8 V
10 %	3V	12V	24V	36V	48V	72V
0	2,5V	10V	20V	30V	40V	60V

3,2V LiFePO4 Batteriespannungsmesser

• Nennspannung: 3,2V
• Ladespannung: 3,65 V
• Entlade-Abschaltspannung: 2,5 V

lithium iron phosphate cells

SOC	1 Zelle (3,2 Volt)
100 % Aufladung	3,65 V
100 % Ruhe	3,4 V
90 %	3,35 V
80 %	3,32 V
70 %	3,3 V
60 %	3,27 V
50 %	3,26 V
40 %	3,25 V
30 %	3,22 V
20 %	3,2V
10 %	3V
0	2,5V

3.2V LiFePO4 Cell Voltage Chart

12V LiFePO4 Batteriespannungsmesser

• Nennspannung: 12,8 V
• Ladespannung: 14,6 V
• Entlade-Abschaltspannung: 10 V

12V ist die ideale Spannung für Elektrofahrräder, Trolling-Motoren , Marine Batterien und Hubarbeitsbühne Ausrüstung und Heimsolaranlage

SOC	12 Volt
100 % Aufladung	14,6 V
100 % Ruhe	13,6 V
90 %	13,4 V
80 %	13,28 V
70 %	13,2 V
60 %	13,08 V
50 %	13,04 V
40 %	13V
30 %	12,88 V
20 %	12,8 V
10 %	12V
0	10V

12V LiFePO4 Cell Voltage Chart

24V LiFePO4 Batteriespannungsmesser

• Nennspannung: 25,6 V
• Ladespannung: 29,2 V
• Entlade-Abschaltspannung: 20 V

24-V-LiFePO4-Batterien eignen sich perfekt für den Einsatz mit Boots-Trolling-Motoren sowie Scheren- und Teleskophebebühnen. Kehrmaschinen, Bodenmaschinen usw Wohnmobile Energie.
Sie können ein kaufen 24V LiFePO4-Akku , oder Sie können zwei identische 12V LiFePO4-Batterien in Reihe kaufen.

SOC	24 Volt
100 % Aufladung	29,2V
100 % Ruhe	27,2V
90 %	26,8 V
80 %	26,56 V
70 %	26,4 V
60 %	26,16 V
50 %	26,08 V
40 %	26V
30 %	25,76 V
20 %	25,6 V
10 %	24V
0	20V

24V LiFePO4 Cell Voltage Chart

36V LiFePO4 Batteriespannungsmesser

• Nennspannung: 38,4 V
• Ladespannung: 43,8 V
• Entlade-Abschaltspannung: 30 V

Golfwagen, Community-Elektroautos, UTV, ATV eignen sich sehr gut für 36-Volt-LiFePO4-Batterien

SOC	36 Volt
100 % Aufladung	43,8 V
100 % Ruhe	40,8 V
90 %	40,2 V
80 %	39,84 V
70 %	39,6V
60 %	39,24 V
50 %	39,12 V
40 %	39V
30 %	38,64 V
20 %	38,4 V
10 %	36V
0	30V

36V LiFePO4 Cell Voltage Chart

48V LiFePO4 Batteriespannungsmesser

• Nennspannung: 51,2 V
• Ladespannung: 58,4 V
• Entlade-Abschaltspannung: 40 V

48 V ist die beste Wahl für Solaranlagen zu Hause 5kWh Powerwall , 10kWh Powerwall , elektrisch Golfwagen , Hubarbeitsbühne Ausrüstung

SOC	48 Volt
100 % Aufladung	58,4 V
100 % Ruhe	54,4 V
90 %	53,6 V
80 %	53,12 V
70 %	52,8 V
60 %	52,32 V
50 %	52,16 V
40 %	52V
30 %	51,52 V
20 %	51,2V
10 %	48V
0	40V

48V LiFePO4 Cell Voltage Chart

72V LiFePO4 Batteriespannungsmesser

• Nennspannung: 76,8 V
• Ladespannung: 87,6 V
• Entlade-Abschaltspannung: 60 V

Entwickelt für 72V Golfwagen , Elektroautos, 6+-Sitzer-Tourenwagen und Außenbordmotoren .

SOC	72 Volt
100 % Aufladung	87,6V
100 % Ruhe	81,6V
90 %	80,2V
80 %	79,68 V
70 %	79,2V
60 %	78,48 V
50 %	78,24 V
40 %	78V
30 %	77,28 V
20 %	76,8 V
10 %	72V
0	60V

LiFePO4 cell Voltage Chart

Welcher Zusammenhang besteht zwischen dem Ladezustand (SOC) und der Spannung einer LiFePO4-Batterie?

Der Ladezustand (SOC) einer Batterie gibt ihren Ladezustand im Verhältnis zu ihrer Kapazität an. In Bezug auf den SOC bedeutet 0 % erschöpft oder entladen und 100 % vollständig geladen.

DOD ist eine weitere Messung im Zusammenhang mit dem SOC, berechnet als 100 – SOC (100 % ist vollständig geladen, 0 % ist erschöpft). Während der SOC im Allgemeinen den aktuellen Zustand einer Batterie im Betrieb angibt, gibt der DOD im Allgemeinen die Nutzungsdauer einer Batterie nach wiederholten Lade- und Entladezyklen an.

Wenn eine Batterie einen niedrigen Ladezustand erreicht (nahe 0 %), greift das Batteriemanagementsystem (BMS) ein, um eine Tiefentladung zu verhindern. Wenn sich eine Batterie einem hohen Ladezustand (nahe 100 %) nähert, wird der Ladevorgang ebenfalls verlangsamt oder gestoppt, um die Batterie zu schützen.

Beispiel: Die Entladekapazität einer 100-Ah-Batterie beträgt 30 Ah. Daraus ergibt sich ein SOC von 30 %. Nach dem Laden der Batterie auf 100 Ah und dem Entladen auf 70 Ah verbleiben 30 Ah.

Das folgende Diagramm zeigt die Korrelation zwischen SOC und LiFePO4-Spannung für eine Lithiumbatterie:

SOC	1 Zelle (3,2 Volt)
100 % Aufladung	3,60 V-3,65 V
100 % Ruhe	3,50 V-3,55 V
90 %	3,45 V - 3,50 V
80 %	3,40 V - 3,45 V
70 %	3,35 V - 3,40 V
60 %	3,30 V - 3,35 V
50 %	3,25 V - 3,30 V
40 %	3,20 V-3,25 V
30 %	3,10 V - 3,20 V
20 %	2,90 V – 3,00 V
10 %	2,90 V-2,50 V
0	2,5V

Ladekurve

Spannung: Es wird allgemein angenommen, dass eine Batterie umso vollständiger geladen ist, je höher die Nennspannung ist. Ein 3,2-V-LiFePO4-Akku ist vollständig aufgeladen, wenn er 3,65 V erreicht.

Coulombmeter: Dieses Gerät misst den Strom, der in die Batterie hinein und aus ihr herausfließt, und quantifiziert die Geschwindigkeit, mit der die Batterie geladen und entladen wird, in Amperesekunden (As).

Spezifisches Gewicht: Zur Messung des SOC ist ein Aräometer erforderlich. Der Auftrieb einer Flüssigkeit kann zur Messung ihrer Dichte genutzt werden.

State of charge Curve

Entladekurve des LiFePO4-Akkus

Unter Entladung versteht man den Vorgang, bei dem einer Batterie elektrische Energie entzogen wird, um ein elektronisches Gerät mit Strom zu versorgen. Die Entladekurve einer Batterie stellt üblicherweise den Zusammenhang zwischen Spannung und Entladezeit dar. Die folgende Abbildung zeigt die Entladekurve einer 12-V-LiFePO4-Batterie bei verschiedenen Entladeraten.

12V LiFeP04 Discharge Current Curve

Ladeparameter für LiFePO4-Batterien

Die Leistung, Gesundheit und Haltbarkeit des Akkus werden durch die empfohlenen Ladeparameter sichergestellt. Beim Laden muss jeder Benutzer diese Parameter einhalten. Stellen Sie sicher, dass die Batterie nicht über- oder unterladen wird, um eine effiziente Energiespeicherung und eine längere Lebensdauer zu gewährleisten. Eine Tabelle mit Ladeparametern für LiFePO4-Akkus finden Sie unten.

Spezifikationen	3,2V	12V	24V	36V	48V	72V
Ladespannung	3,5–3,65 V	14,2–14,6 V	28,4–29,2 V	42,6–43,8 V	56,8–58,4 V	83,6–87,6 V
Erhaltungsspannung	3,2V	13,6 V	27,2V	40,8 V	54,2V	81,6V
Maximale Spannung	3,65 V	14,6 V	29,2V	43,8 V	58,4 V	87,6V
Mindestspannung	2,5V	10V	20V	30V	40V	60V
Nennspannung	3,2V	12/12,8 V	24/25,6 V	36/38,4V	48V/51,2V	72/76,8V

LiFePO4-Batterie mit konstanter Spannung, Erhaltungsladung und Ausgleichsspannung

LiFePO4-Batterien verfügen über drei Spannungsstufen: Bulk, Float und Equalize. Während der Bulk-Phase wird ein konstanter Strom an die Batterie angelegt, um sie schnell auf eine bestimmte Spannung aufzuladen. In der Float-Stufe wird eine Erhaltungsspannung an die Batterie angelegt. Dadurch werden Effizienz und Lebensdauer der Batterie verlängert. Während die Equalize-Stufe für eine gleichmäßige Ladung sorgt, gleicht sie die Zellen aus.

Spannungsstufen	3,2V	12V	24V	36V	48V	72V
Schüttgut	3,65 V	14,6 V	29,2V	43,8 V	58,4 V	87,6V
Schweben	3,375 V	13,5 V	27.V	40,5 V	54V	81V
Ausgleichen	3,65 V	14,6 V	29,2V	43,8 V	58,4 V	87,6V

So überprüfen Sie die Kapazität eines LiFePO4-Akkus

Der beste Weg, um die langfristige Leistung Ihres LiFePO4-Akkus sicherzustellen, besteht darin, ihn regelmäßig zu überprüfen und zu überwachen. LiFePO4-Batterien können mit den folgenden Methoden genau gemessen werden.

· Verwenden von a Multimeter-

Multimeter liefern genaue Spannungswerte und Batteriekapazitätsmessungen.

· Batterie Monitor-

Mit dieser zuverlässigen Batterietestmethode kann die Batteriekapazität bestimmt werden. Zusätzlich zur Bewertung des Batteriezustands, der Kapazität, der Spannung und der Entladeenergie prognostiziert der Batteriemonitor seine Lebensdauer.

· Solarladung Regler-

Die Kapazität des LiFePO4-Akkus wird durch Solarladeregler überprüft. Solarstromanlagen können von dieser Methode profitieren.

· App Überwachung-

LiFePO4-Akkus können mit einigen Akkus fernüberwacht und gesteuert werden. Mit Smartphone-Apps können Sie Leistung, Spannung und andere Funktionen überwachen.

Die Formel zur Berechnung der Batteriekapazität lautet: Kapazität = Entladestrom (A) x Entladezeit (Stunden).

Visualisierung des Aufbaus und Funktionsprinzips der LiFePO4-Batterie

Struktur

Auf der linken Seite ist LiFePO4 die positive Elektrode, die durch Aluminiumfolie mit der positiven Elektrode der Batterie verbunden ist. In der Mitte lässt der Polymerseparator Lithium-Ionen (Li+) durch, während er Elektronen (e-) blockiert. Kupfer verbindet die negative Elektrode der Batterie mit der negativen Elektrode aus Kohlenstoff (Graphit) auf der rechten Seite.

Visualization of energy structure and working principle of lithium iron phosphate battery-BSLBATT

So funktioniert LiFePO4

Ladevorgang:

Bei der Oxidation von LiFePO4 werden Lithiumionen (Li+) und Elektronen (e-) freigesetzt.

Eine negative Elektrode empfängt Lithiumionen (Li+), die durch den Elektrolyten und den Separator gelangen.

Die negative Elektrode einer Elektrode speichert Lithiumionen (Li+) in Kohlenstoff (Graphit).

Entladevorgang:

Durch den Elektrolyten und den Separator wandern Lithiumionen (Li+) von der negativen Elektrode zur positiven Elektrode.

An der positiven Elektrode findet eine Reduktionsreaktion zwischen den Lithiumionen (Li+) und LiFePO4 statt, wobei Elektronen (e-) freigesetzt werden.

Ein Stromversorgungsgerät wird von den freigesetzten Elektronen (e-) gespeist, die durch den externen Stromkreis fließen.

Die Lithiumionen (Li+) und Elektronen (e-) in der Batterie wechseln während des Ladens und Entladens weiter.

Faktoren, die die Lebensdauer von LiFePO4-Batterien beeinflussen

Relationship Between Temperature and Battery Cycle Numbers LiFePO4 cell Voltage Chart

· Laden und Entladen

Es ist wichtig, den Akku nicht zu überladen oder zu entladen. Es ist wichtig, das Ladegerät zum richtigen Zeitpunkt anzuschließen und zu trennen. Die Lebensdauer der Batterie wird durch Überladung und Tiefentladung beeinträchtigt.

· Tiefe von Entladung

Um die Lebensdauer von Lithium-Eisenphosphat-Batterien wissenschaftlich zu verlängern, sollten Tiefentladungen möglichst vermieden werden.

· Arbeitsumgebung

Um die Aktivität des LiFePO4-Akkus nicht zu beeinträchtigen, verwenden Sie den Akku nicht in einer Umgebung mit hohen oder niedrigen Temperaturen. Ein beheizter LiFePO4-Akku ist die beste Wahl, wenn der Akku bei niedrigeren Temperaturen verwendet werden soll.

Abschluss

Diese LiFePO4-Spannungsdiagramme bieten einen umfassenden Überblick über die Spannungseigenschaften von LiFePO4-Batterien sowie deren Kapazität, Ladezyklus und Lebenserwartung. Um die Leistung und Lebensdauer von LiFePO4-Batterien zu optimieren, können Benutzer auf diese Tabelle zurückgreifen.

Mithilfe dieser Spannungsdiagramme können Benutzer fundierte Entscheidungen über Spannungsniveaus, Ladezyklen und Lebenserwartung treffen und so eine optimale Leistung und Langlebigkeit von LiFePO4-Batterien gewährleisten.

FAQ

Wie erkenne ich, ob mein LiFePO4-Akku defekt ist?

Natürlich hält eine Batterie nicht ewig. Es sollte mehr als ein Jahrzehnt halten. Wenn Sie eines der folgenden Anzeichen bemerken, ist möglicherweise die Batterie defekt.

· Der Ladevorgang dauert ungewöhnlich lange

· Akku lässt sich nicht laden

· Batterie schwillt an

· Wenn der Akku vollständig aufgeladen ist, schaltet sich das Gerät ab

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