Hogyan lehet boldogulni a LiFePO4 (lítium-ion) akkumulátorokkal

Lítium-ion akkumulátorok ára lassan az obszcén drágáról csak mérsékelten megfizethetetlenre változik, és mi, a BSLBATT-nél az ilyen típusú akkumulátorok értékesítésének folyamatos növekedését tapasztaljuk.Úgy tűnik, hogy a legtöbb felhasználó lakóautókban, nyeregkerekekben, lakóautókban és hasonló járművekben alkalmazza őket, míg néhányan ténylegesen álló, hálózaton kívüli rendszereket használnak.

Ez a cikk a lítium-ion akkumulátorok egy meghatározott kategóriájáról szól;Lítium-vas-foszfát vagy LiFePO4 kémiai képletében, más néven LFP akkumulátorok.Ezek egy kicsit eltérnek attól, ami a mobiltelefonjában és a laptopjában van, ezek (többnyire) lítium-kobalt akkumulátorok.Az LFP előnye, hogy sokkal stabilabb, és nem hajlamos önégésre.Ez nem jelenti azt, hogy az akkumulátor nem éghet el károsodás esetén: egy feltöltött akkumulátorban rengeteg energia tárolódik, és nem tervezett lemerülés esetén az eredmények nagyon gyorsan érdekesek lehetnek!Az LFP hosszabb ideig tart a lítium-kobalthoz képest, és hőmérséklet-stabilabb.A különféle lítium akkumulátor-technológiák közül ez teszi az LFP-t a legalkalmasabbá a mélyciklusú alkalmazásokhoz!

Feltételezzük, hogy az akkumulátor BMS-sel vagy akkumulátor-kezelő rendszerrel rendelkezik, ahogyan szinte minden 12/24/48 voltos csomagként árusított LFP akkumulátor rendelkezik.A BMS gondoskodik az akkumulátor védelméről;lemeríti az akkumulátort, vagy túltöltéssel fenyeget.A BMS gondoskodik a töltő- és kisütési áramok korlátozásáról is, figyeli a cella hőmérsékletét (és szükség esetén korlátozza a töltést/kisütést), és a legtöbb kiegyensúlyozza a cellákat minden egyes teljes töltés után (gondoljon a kiegyensúlyozásra úgy, mint az összes cella bejuttatására az akkumulátor ugyanarra a töltöttségi állapotra, hasonlóan az ólom-savas akkumulátor kiegyenlítéséhez).Hacsak nem szeret a szélén élni, NE VEGYÉL BMS nélkül akkumulátort!

Az alábbiakban a nagyszámú webes cikk, blogoldal, tudományos publikáció, valamint az LFP-gyártókkal folytatott megbeszélések során szerzett ismereteket mutatjuk be.Vigyázz, mit hiszel, sok a félretájékoztatás!Bár az itt leírtak semmiképpen sem az LFP-akkumulátorok végső útmutatója, reméljük, hogy ez a cikk átvágja a szarvasmarha-ürüléket, és határozott iránymutatást ad a lítium-ion akkumulátorok maximális kihasználásához.

Miért lítium-ion?

Az ólom-savas akkumulátorról szóló cikkünkben elmagyaráztuk, hogy ennek a kémiának az Achilles-sarka hogyan ül túl sokáig részlegesen feltöltött állapotban.Túl könnyű egy drága ólom-savas akkumulátor bankot pusztán hónapok alatt kipakolni úgy, hogy részlegesen fel kell tölteni.Ez nagyon más az LFP esetében!Hagyja, hogy a lítium-ion akkumulátorok örökre részlegesen feltöltve maradjanak sérülés nélkül.Valójában az LFP jobban szereti, ha részlegesen tölti, semmint teljesen tele vagy üresen, és a hosszú élettartam érdekében jobb, ha az akkumulátort ciklusba kapcsolja, vagy hagyja, hogy részlegesen töltse.

De várj!Van több is!

A lítium-ion akkumulátorok szinte az akkumulátorok szent grálja: a megfelelő töltési paraméterekkel szinte elfelejtheti, hogy van akkumulátor.Nincs karbantartás.A BMS gondoskodik róla, te pedig boldogan biciklizhetsz!

De várj!Van még több!(Bármilyen hasonlóság bizonyos információs reklámokkal pusztán a véletlen műve, és őszintén szólva, nem fogadjuk el a javaslatot!)…

Az LFP akkumulátorok is nagyon sokáig bírják.A miénk BSLBATT LFP akkumulátorok 3000 ciklusra vannak besorolva, teljes 100%-os töltési/kisütési ciklusban.Ha ezt minden nap megcsinálod, több mint 8 évnyi kerékpározást jelent!Még tovább tartanak, ha 100%-nál kevesebb ciklusban használják, sőt az egyszerűség kedvéért lineáris összefüggést is használhat: az 50%-os kisütési ciklusok kétszeresét jelentik, 33%-os kisütési ciklusokat, és ésszerűen számíthat háromszorosára.

De várj!Van még több!…

A LiFePO4 akkumulátor súlya is kevesebb, mint egy hasonló kapacitású ólom-savas akkumulátor 1/2-e.Nagy töltési áramot is elbír (100%-os Ah névleges nem probléma, próbáld ki ólomsavval!), gyors töltést tesz lehetővé, tömített, így nincs gőz, és nagyon alacsony az önkisülés ( havi 3% vagy kevesebb).

Akkumulátorbank méretezése LFP-hez

Fentebb utaltunk erre: a lítium-ion akkumulátorok 100%-os hasznosítható kapacitással rendelkeznek, míg az ólomsav valóban 80%-nál ér véget.Ez azt jelenti, hogy egy LFP akkumulátorbankot kisebbre méretezhet, mint egy ólom-sav bank, és továbbra is ugyanaz marad.A számok azt sugallják, hogy az LFP az ólom-sav Amper-óra méretének 80%-a lehet.Ebben azonban több is van.

A hosszú élettartam érdekében az ólomakkumulátorokat nem szabad úgy méretezni, hogy rendszeresen 50% SOC alatti kisülést tapasztalnak.LFP-vel ez nem probléma!Az LFP oda-vissza energiahatékonysága valamivel jobb, mint az ólomsavé, ami azt jelenti, hogy kevesebb energiára van szükség a tartály feltöltéséhez egy bizonyos ürítési szint után.Ez gyorsabb helyreállítást eredményez 100%-ra, miközben már volt egy kisebb akkumulátorunk, ami még jobban megerősíti ezt a hatást.

A lényeg az, hogy egy lítiumion-akkumulátorbankot kényelmesen 75%-ra méreteznénk egy ekvivalens ólom-savbank méretére, és ugyanolyan (vagy jobb!) teljesítményt várnánk el.Beleértve azokon a sötét téli napokon, amikor kevés a nap.

De várj egy percet!

Valóban a lítium-ion a megoldás minden akkumulátor-hibánkra?Nos, nem egészen…

Az LFP akkumulátoroknak is megvannak a korlátai.A legnagyobb a hőmérséklet: fagypont alatt vagy nulla Celsius-fok alatt nem tölthet lítium-ion akkumulátort.Az ólom-sav nem törődhetett ezzel.Az akkumulátort továbbra is lemerítheti (átmeneti kapacitásvesztés esetén), de a töltés nem fog megtörténni.A BMS-nek gondoskodnia kell arról, hogy fagypontnál blokkolja a töltést, elkerülve a véletlen károsodást.

A hőmérséklet szintén probléma a csúcson.Az akkumulátorok elöregedésének legnagyobb oka a használat vagy akár csak a magas hőmérsékleten való tárolás.Körülbelül 30 Celsius-fokig nincs probléma.Még a 45 Celsius-fokozat sem jár túl nagy büntetéssel.Bármi, ami magasabb, valóban felgyorsítja az öregedést, és végül az akkumulátor végét.Ebbe beletartozik az akkumulátor tárolása is, amikor éppen nincs ciklusban.Erről később részletesebben fogunk beszélni, amikor megvitatjuk az LFP akkumulátorok meghibásodását.

Van egy rejtett probléma, amely olyan töltőforrások használatakor jelentkezhet, amelyek potenciálisan magas feszültséget biztosítanak: Amikor az akkumulátor megtelt, a feszültség emelkedni fog, hacsak a töltőforrás nem állítja le a töltést.Ha eléggé emelkedik, a BMS megvédi az akkumulátort és leválasztja, így a töltőforrás még tovább emelkedik!Ez probléma lehet a (rossz) autós generátor feszültségszabályozóival, amelyeknek mindig látniuk kell a terhelést, különben a feszültség megugrik, és a diódák kiengedik a varázsfüstjüket.Ez probléma lehet a kis szélturbináknál is, amelyek az akkumulátorra támaszkodnak az ellenőrzésük alatt.Elfuthatnak, ha az akkumulátor eltűnik.

Aztán ott van az a meredek, meredek, kezdeti vételár!

De fogadunk, hogy még mindig akarsz egyet!…

Hogyan működik a LiFePO4 akkumulátor?

A lítium-ion akkumulátorokat a „hintaszékes akkumulátor” típusának nevezik: kisütéskor az ionokat, jelen esetben a lítium-ionokat, a negatív elektródáról a pozitív elektródára mozgatják, majd töltéskor vissza.A jobb oldali rajz mutatja, hogy mi történik belül.A kis piros golyók a lítium-ionok, amelyek oda-vissza mozognak a negatív és a pozitív elektródák között. A bal oldalon található a pozitív elektróda, amely lítium-vas-foszfátból (LiFePO4) készült.Ez segít megmagyarázni ennek az akkumulátortípusnak a nevét!A vas- és foszfátionok rácsot alkotnak, amely lazán befogja a lítium-ionokat.Amikor a cella feltöltődik, ezek a lítium-ionok a középső membránon keresztül a jobb oldali negatív elektródához húzódnak.A membrán egyfajta polimerből (műanyagból) készül, sok apró kis pórussal, ami megkönnyíti a lítium-ionok átjutását.A negatív oldalon találunk egy szénatomokból álló rácsot, amely képes befogni és megtartani azokat a lítium-ionokat, amelyek áthaladnak.

Az akkumulátor lemerítése fordítva is megteszi ugyanezt: ahogy az elektronok a negatív elektródán keresztül kiáramlanak, a lítium-ionok ismét a membránon keresztül visszamennek a vas-foszfát rácsba.Ismét a pozitív oldalon tárolódnak, amíg az akkumulátor újra fel nem töltődik.

Ha valóban odafigyelt, akkor most már megérti, hogy a jobb oldali akkumulátorrajzon egy LFP akkumulátor látható, amely szinte teljesen lemerült.Szinte az összes lítium-ion a pozitív elektróda oldalán található.A teljesen feltöltött akkumulátorban ezek a lítium-ionok mind a negatív elektróda szénjében tárolódnak.

A való világban a lítium-ion cellák nagyon vékony rétegekben, váltakozó alumínium-polimer-rézfóliákból épülnek fel, rájuk ragasztott vegyszerekkel.Gyakran feltekerik őket, mint egy zselés tekercset, és egy acéldobozba teszik, hasonlóan egy AA elemhez.Az Ön által vásárolt 12 V-os lítium-ion akkumulátorok sok ilyen cellából készülnek, sorosan és párhuzamosan kapcsolva a feszültség és az Amperóra kapacitás növelése érdekében.Mindegyik cella 3,3 Volt körüli, tehát 4 sorba kapcsolt 13,2 Volt.Ez a megfelelő feszültség a 12 V-os ólom-savas akkumulátor cseréjéhez!

LFP akkumulátor töltése

A legtöbb szokásos napelemes töltésvezérlőnek nincs gondja a lítium-ion akkumulátorok töltésével.A szükséges feszültségek nagyon hasonlóak az AGM akkumulátorokhoz (a zárt ólom-savas akkumulátorok egyik típusa) használthoz.A BMS abban is segít, hogy az akkumulátorcellák megfelelő feszültséget lássanak, ne legyenek túltöltések vagy túlságosan lemerültek, kiegyensúlyozza a cellákat, és biztosítja, hogy a cellák hőmérséklete az ésszerű határon belül legyen töltés közben.

Az alábbi grafikon a LiFePO4 akkumulátor töltésének tipikus profilját mutatja.A könnyebb leolvasás érdekében a feszültségeket a 12 V-os LFP akkumulátorra alakították át (az egycellás feszültség 4-szerese).

A grafikonon 0,5 C-os töltési sebesség látható, vagyis az Ah kapacitás fele, vagyis egy 100 Ah-s akkumulátor esetében ez 50 A töltési sebességet jelent.A töltési feszültség (pirossal) nem igazán változik magasabb vagy alacsonyabb töltési sebesség esetén (kék), az LFP akkumulátorok feszültséggörbéje nagyon lapos.

A lítium-ion akkumulátorok töltése két szakaszban történik: Először is, az áramot állandó szinten tartják, vagy napelemes PV-vel, ami általában azt jelenti, hogy megpróbálunk annyi áramot küldeni az akkumulátorokba, amennyi a napból elérhető.A feszültség ezalatt lassan emelkedni fog, amíg el nem éri az „abszorpciós” feszültséget, a 14,6 V-ot a fenti grafikonon.Az abszorpció elérése után az akkumulátor körülbelül 90%-ban megtelt, és az út hátralévő részében a feszültség állandó marad, miközben az áram lassan csökken.Ha az áramerősség az akkumulátor Ah névleges értékének körülbelül 5–10%-ára csökken, akkor 100%-os töltöttségi állapotba kerül.

A lítium-ion akkumulátort sok szempontból könnyebb tölteni, mint az ólom-savas akkumulátort: ​​Amíg a töltési feszültség elég magas az ionok mozgatásához, tölt.A lítium-ion akkumulátorok nem törődnek azzal, ha nincsenek teljesen 100%-ban feltöltve, sőt, tovább bírják, ha nem.Nincs szulfatálás, nincs kiegyenlítés, nem igazán számít a felszívódási idő, nem igazán lehet túltölteni az akkumulátort, és a BMS gondoskodik arról, hogy a dolgok ésszerű határokon belül maradjanak.

Tehát milyen feszültség elég ahhoz, hogy ezek az ionok mozgásba lendüljenek?Egy kis kísérletezés azt mutatja, hogy 13,6 Volt (cellánként 3,4 V) a határérték;alatta nagyon kevés történik, míg e fölött az akkumulátor legalább 95%-ra töltődik, ha elegendő idő áll rendelkezésre.14,0 V-on (cellánként 3,5 V) az akkumulátor könnyedén feltöltődik akár 95+ százalékra néhány óra elnyelési idővel, és a 14,0 vagy magasabb feszültségek között alig van különbség a töltésben, a dolgok csak egy kicsit gyorsabban mennek végbe 14,2-nél. Volt és több.

Tömeges/elnyelő feszültség

Összefoglalva, a 14,2 és 14,6 Volt közötti ömlesztett/abszorpciós beállítás nagyszerűen működik a LiFePO4 esetében!Alacsonyabb is lehetséges, körülbelül 14,0 Voltig, némi elnyelési idő segítségével.Valamivel magasabb feszültségek is lehetségesek, a legtöbb akkumulátor BMS-je körülbelül 14,8–15,0 Volt feszültséget enged meg az akkumulátor leválasztása előtt.A magasabb feszültségnek azonban semmi haszna, és nagyobb a kockázata annak, hogy a BMS levágja, és esetleg kárt okoz.

Úszó feszültség

Az LFP akkumulátorokat nem kell úsztatni.A töltésvezérlők azért rendelkeznek ezzel, mert az ólom-savas akkumulátorok olyan magas önkisülési arányt mutatnak, hogy érdemes tovább csordogálni, hogy elégedettek maradjanak.A lítium-ion akkumulátorok esetében nem jó, ha az akkumulátor állandóan magas töltöttségi szintjén áll, ezért ha a töltésvezérlő nem tudja letiltani a lebegést, állítsa elég alacsony feszültségre, hogy ne történjen tényleges töltés.Bármilyen 13,6 voltos vagy kisebb feszültség megfelelő.

Feszültségkiegyenlítés

Ha a 14,6 Volt feletti töltési feszültséget aktívan elutasítjuk, egyértelműnek kell lennie, hogy nem szabad kiegyenlíteni a lítium-ion akkumulátort!Ha a kiegyenlítést nem lehet letiltani, állítsa 14,6 V-ra vagy kevesebbre, így ez csak egy szokásos elnyelési töltési ciklus lesz.

Elnyelési idő

Sokat lehet mondani arról, hogy egyszerűen állítsa be az abszorpciós feszültséget 14,4 V-ra vagy 14,6 V-ra, majd állítsa le a töltést, ha az akkumulátor eléri ezt a feszültséget!Röviden: nulla (vagy rövid) elnyelési idő.Ekkor az akkumulátor körülbelül 90%-ra töltődik.A LiFePO4 akkumulátorok hosszú távon boldogabbak lesznek, ha nem ülnek túl sokáig 100%-os SOC-n, így ez a gyakorlat meghosszabbítja az akkumulátor élettartamát.Ha feltétlenül 100% SOC-nak kell lennie az akkumulátorban, akkor az abszorpció megteszi!Ezt hivatalosan akkor érik el, ha a töltőáram az akkumulátor Ah névleges értékének 5-10%-ára csökken, tehát 5-10 A 100Ah-s akkumulátor esetén.Ha nem tudja megállítani az abszorpciót az áram alapján, állítsa be az elnyelési időt körülbelül 2 órára, és hívja napinak.

Hőmérséklet kompenzáció

A LiFePO4 akkumulátorok nem igényelnek hőmérséklet-kompenzációt!Kérjük, kapcsolja ki ezt a töltésvezérlőben, különben a töltési feszültség vadul leesik, ha nagyon meleg vagy hideg.

Mindenképpen ellenőrizze a töltésvezérlő feszültségbeállításait a jó minőségű digitális multiméterrel ténylegesen mért értékekhez képest!Kis feszültségváltozások nagy hatással lehetnek a lítium-ion akkumulátor töltésekor!Módosítsa a töltési beállításokat ennek megfelelően!

LFP akkumulátor lemerítése

Az ólom-savas akkumulátorokkal ellentétben a lítium-ion akkumulátorok feszültsége nagyon állandó marad kisülés közben.Ez megnehezíti a töltöttségi állapot meghatározását pusztán a feszültség alapján.Mérsékelt terhelésű akkumulátor esetén a kisülési görbe a következőképpen néz ki.

A kisütés során az akkumulátor feszültsége legtöbbször 13,2 Volt körül van.Mindössze 0,2 Volttal változik 99% és 30% SOC között.Nem sokkal ezelőtt nagyon rossz ötlet volt 20% alá menni a LiFePO4 akkumulátor SOC-értéke.Ez megváltozott, és a jelenlegi LFP-akkumulátorok sok cikluson keresztül egészen vidáman lemerülnek egészen 0%-ig.A kevésbé mélyen kerékpározásnak azonban van előnye.Nem csak arról van szó, hogy ha 30%-os SOC-ra kerékpároz, akkor 1/3-al több ciklust ér el, mint a 0%-os kerékpározással, az akkumulátor valószínűleg ennél több ciklust is ki fog bírni.Nos, nehéz számokat találni, de úgy tűnik, hogy az SOC 50%-ra való csökkentése körülbelül 3-szoros ciklus-élettartamot mutat, szemben a 100%-os kerékpározással.

Az alábbiakban egy táblázat látható, amely a 12 V-os akkumulátoregység akkumulátorfeszültségét mutatja a kisütési mélység függvényében.Vegyük ezeket a feszültségértékeket egy kis sóval, a kisülési görbe annyira lapos, hogy valóban nehéz meghatározni az SOC-t egyedül a feszültségből.A terhelés kis ingadozása és a voltmérő pontossága rontja a mérést.

Lítium-ion akkumulátorok tárolása  

A nagyon alacsony önkisülési arány megkönnyíti az LFP akkumulátorok tárolását, akár hosszabb ideig is.Nem probléma, ha egy lítium-ion akkumulátort egy évre elrakunk, csak győződjön meg róla, hogy van-e benne töltés, mielőtt berakja.Valami 50% és 70% között jó, ami nagyon hosszú időt ad az akkumulátornak, mire az önkisülés a feszültséget a veszélypont közelébe viszi.

Az akkumulátorok fagypont alatti tárolása megfelelő, nem fagynak meg, és nem sokat törődnek a hőmérséklettel.Kerülje a magas hőmérsékleten (45 Celsius-fokozatú és magasabb) tárolást, és lehetőleg ne tárolja teljesen tele (vagy majdnem üresen).

Ha hosszabb ideig kell tárolnia az akkumulátorokat, egyszerűen válassza le az összes vezetéket.Így nem lehetnek olyan kóbor terhelések, amelyek lassan lemerítik az akkumulátorokat.

A lítium-ion akkumulátorok vége

Halljuk, ahogy rémülten zihálsz;a gondolattól, hogy értékes LFP akkumulátorbankja, már nem borzong meg a gerince!Sajnos, minden jónak véget kell érnie.Amit meg akarunk akadályozni, az az idő előtti fajta vége, és ehhez meg kell értenünk, hogyan pusztulnak el a lítium-ion akkumulátorok.

Az akkumulátorgyártók az akkumulátort „halottnak” tekintik, ha kapacitása a kelleténél 80%-ra esik.Tehát egy 100Ah-s akkumulátornál akkor jön el a vége, amikor a kapacitása 80Ah-ra csökken.Két mechanizmus működik az akkumulátor lemerülésében: a kerékpározás és az öregedés.Minden alkalommal, amikor lemeríti és újratölti az akkumulátort, egy kis kárt okoz, és egy kicsit veszít a kapacitásból.De még ha el is helyezi értékes akkumulátorát egy gyönyörű, üveggel körülvett szentélybe, ahol soha nem szabad biciklizni, akkor is véget ér.Ez utóbbit naptári életnek hívják.

Nehéz pontos adatokat találni a LiFePO4 akkumulátorok naptári élettartamára vonatkozóan, nagyon kevés van kint.Néhány tudományos tanulmány készült a szélsőségek (hőmérséklet és SOC) naptári életre gyakorolt ​​hatásáról, és ezek segítenek határokat meghatározni.Összegyűjtöttük, hogy ha nem él vissza akkumulátorral, kerüli a szélsőségeket, és általában csak ésszerű határokon belül használja az akkumulátorokat, akkor a naptári élettartam felső határa körülbelül 20 év.

Az akkumulátor belsejében lévő cellák mellett ott van a BMS is, amely elektronikus alkatrészekből áll.Amikor a BMS meghibásodik, az akkumulátor is meghibásodik.A beépített BMS-sel rendelkező lítium-ion akkumulátorok még túl újak, és ezt még meg kell látnunk, de végső soron az akkumulátorkezelő rendszernek addig kell fennmaradnia, mint a lítium-ion celláknak.

Az akkumulátor belsejében zajló folyamatok idővel összejátszanak, hogy az elektródák és az elektrolitok közötti határréteget vegyi anyagokkal vonják be, amelyek megakadályozzák a lítium-ionok bejutását és az elektródákból való távozását.A folyamatok a lítiumionokat is új kémiai vegyületekké kötik meg, így azok már nem állnak rendelkezésre, hogy elektródáról elektródára mozogjanak.Ezek a folyamatok történnek, bármit is csinálunk, de nagymértékben függenek a hőmérséklettől!Tartsa az akkumulátorokat 30 Celsius-fok alatt, mert nagyon lassúak.Ha túllépi a 45 Celsius-fokot, a dolgok jelentősen felgyorsulnak!Közellenség sz.1 a lítium-ion akkumulátorokhoz messzemenően hő!

A naptári élettartam és az, hogy a LiFePO4 akkumulátor milyen gyorsan öregszik el, többet jelent: a töltési állapotnak is köze van ehhez.Bár a magas hőmérséklet rossz, ezek az akkumulátorok nagyon-nagyon nem szeretnek 0% SOC-n és nagyon magas hőmérsékleten ülni!Az is rossz, bár nem olyan rossz, mint a 0% SOC, ha 100% SOC-n és magas hőmérsékleten ülnek.A nagyon alacsony hőmérséklet kevésbé hat.Ahogy megbeszéltük, fagypont alatt nem töltheti (és a BMS nem is engedi) az LFP akkumulátorokat.Mint kiderült, fagypont alatti kisütésük, bár lehetséges, felgyorsítja az öregedést is.Közel sem olyan rossz, mintha az akkumulátort magas hőmérsékleten hagyná ülni, de ha fagyos hőmérsékletnek teszi ki az akkumulátort, akkor jobb, ha ezt sem tölti, sem nem meríti, és ha van egy kis gáz a tartályban (bár nem tele tank).Általánosabb értelemben jobb, ha ezeket az akkumulátorokat körülbelül 50–60% SOC-n helyezzük el, ha hosszabb távú tárolásra van szükségük.

Megolvadt akkumulátor

Ha igazán tudni szeretné, mi történik, ha egy lítium-ion akkumulátort fagypont alá töltenek, az az, hogy fém lítium rakódik le a negatív (szén) elektródán.Nem is szép módon, éles, tűszerű struktúrákban nő, amelyek végül átlyukasztják a membránt, és rövidre zárják az akkumulátort (ami látványos gyors, előre nem tervezett szétszerelési eseményhez vezet, ahogy a NASA nevezi, füsttel, extrém hőséggel és nagy valószínűséggel lángok is).Szerencsére a BMS megakadályozza, hogy ez megtörténjen.

Továbblépünk a ciklusos élet felé.Gyakorivá vált, hogy a lítium-ion akkumulátorokból akár teljes 100%-os töltési-kisütési ciklusnál is több ezer ciklust hajtanak ki.Van néhány dolog, amit megtehet a ciklus élettartamának maximalizálása érdekében.

Beszélgettünk a LiFePO4 akkumulátorok működéséről: Lítium-ionokat mozgatnak az elektródák között.Fontos megérteni, hogy ezek tényleges, fizikai részecskék, amelyeknek megvan a mérete.Kihúzzák az egyik elektródából, és beletömik a másikba, minden alkalommal, amikor tölti-kisüti az akkumulátort.Ez károsítja, különösen a negatív elektróda szenet.Minden alkalommal, amikor az akkumulátor töltődik, az elektróda egy kicsit megduzzad, és minden kisütésnél ismét lefogy.Idővel ez mikroszkopikus repedéseket okoz.Emiatt a 100% alatti töltés több ciklust eredményez, mint ahogy a 0% feletti kisütés is.Gondoljon arra is, hogy ezek az ionok „nyomást” fejtenek ki, a szélsőséges töltöttségi állapotok pedig nagyobb nyomást fejtenek ki, és olyan kémiai reakciókat idéznek elő, amelyek nem előnyösek az akkumulátor számára.Ez az oka annak, hogy az LFP akkumulátorok nem szeretik, ha 100%-os SOC-ra rakják, vagy (közel) 100%-os úszótöltésbe helyezik.

Az, hogy ezek a lítium-ionok milyen gyorsan rángatódnak ide és oda, hatással van a ciklus élettartamára is.A fentiek fényében ez nem lehet meglepő.Míg az LFP-akkumulátorok rutinszerűen 1C-on (azaz 100 Amperes 100Ah-s akkumulátornál) töltik és kisütik, több ciklust fog látni az akkumulátorból, ha ezt ésszerűbb értékekre korlátozza.Az ólom-savas akkumulátorok korlátja az Ah besorolás körülbelül 20%-a, és ha ezen belül maradunk a lítium-ion esetében, akkor az is meghosszabbítja az akkumulátor élettartamát.

Az utolsó említésre méltó tényező a feszültség, bár a BMS-t valójában erre tervezték, hogy kordában tartsa.A lítium-ion akkumulátorok keskeny feszültségablakkal rendelkeznek, mind a töltéshez, mind a kisütéshez.Ha nagyon gyorsan kilépünk azon az ablakon, az maradandó károsodást okoz, és a csúcson egy lehetséges RUD eseményt (NASA-talk, ahogy korábban említettük).A LiFePO4 esetében ez az ablak körülbelül 8,0 V (cellánként 2,0 V) és 16,8 V (cellánként 4,2 V) közötti.A beépített BMS-nek gondoskodnia kell arról, hogy az akkumulátor ezen határokon belül maradjon.

Hazaviteles leckék

Most, hogy tudjuk, hogyan működnek a lítium-ion akkumulátorok, mit szeretnek és mit nem szeretnek, és végül hogyan hibáznak, van néhány támpont, amit érdemes elvinni.Az alábbiakban egy kis listát készítettünk.Ha nem akar mást tenni, kérjük, vegye figyelembe az első kettőt, ezek messzemenően befolyásolják a lítium-ion akkumulátor teljes élvezetére fordított időt!A többiekre való odafigyelés is segít, hogy az akkumulátor még tovább tartson.

Összefoglalva, a hosszú és boldog LFP akkumulátor-élettartam érdekében fontossági sorrendben a következőket kell szem előtt tartania:

● Tartsa az akkumulátor hőmérsékletét 45 Celsius fok alatt (lehetőleg 30 C alatt) – ez messze a legfontosabb!!
● Tartsa a töltő- és kisütési áramot 0,5 C alatt (előnyösen 0,2 C)
● Lemerüléskor tartsa az akkumulátor hőmérsékletét 0 Celsius-fok felett, ha lehetséges – ez, és minden, ami alatta van, közel sem olyan fontos, mint az első kettő
● Ne kerékpározzon 10–15% SOC alatt, hacsak nem feltétlenül szükséges
● Ha lehetséges, ne úsztassa az akkumulátort 100% SOC-n
● Ne töltsön 100% SOC-ra, ha nincs rá szüksége

Ez az!Most Ön is megtalálhatja a boldogságot és a teljes életet LiFePO4 akkumulátoraival!