כיצד למצוא אושר עם סוללות LiFePO4 (ליתיום-יון).

תמחור של סוללות ליתיום-יון משתנה אט אט מיקר מגונה לבלתי סביר בלבד, ואנחנו ב-BSLBATT רואים עלייה מתמדת במכירות של סוללות מסוג זה.נראה שרוב המשתמשים מכניסים אותם לעבודה ברכבי קרוואנים, גלגלים חמישיים, חניכים וכלי רכב דומים, בעוד שחלקם נכנסים למערכות נייחות ממש מחוץ לרשת.

מאמר זה ידבר על קטגוריה אחת ספציפית של סוללות ליתיום-יון;ליתיום-ברזל-פוספט או LiFePO4 בנוסחה הכימית שלו, גם בקיצור LFP.אלה קצת שונים ממה שיש לך בטלפון הסלולרי ובמחשב הנייד שלך, אלו (בעיקר) סוללות ליתיום-קובלט.היתרון של LFP הוא שהוא הרבה יותר יציב, ואינו נוטה לבעירה עצמית.זה לא אומר שהסוללה לא יכולה להתלקח במקרה של נזק: יש המון אנרגיה מאוחסנת בסוללה טעונה ובמקרה של פריקה לא מתוכננת התוצאות יכולות להיות מעניינות מאוד מהר מאוד!LFP גם מחזיק מעמד זמן רב יותר בהשוואה לליתיום-קובלט, והוא יציב יותר בטמפרטורה.מכל טכנולוגיות סוללת הליתיום השונות שקיימות, זה הופך את LFP למתאים ביותר ליישומי מחזור עמוק!

אנו נניח שלסוללה יש BMS או מערכת ניהול סוללות, כפי שכמעט כל סוללות LFP שנמכרות כמארז 12/24/48 וולט.ה-BMS דואג להגן על הסוללה;היא מנתקת את הסוללה כשהיא ריקה, או מאיימת להיטען יתר על המידה.ה-BMS גם דואג להגביל את זרמי הטעינה והפריקה, מנטר את טמפרטורת התא (ומצמצם טעינה/פריקה במידת הצורך), ורובם יאזנו את התאים בכל פעם שנעשה טעינה מלאה (חשבו על איזון כמו הכנסת כל התאים לתוך התאים. מארז הסוללות לאותו מצב טעינה, בדומה להשוואה עבור סוללת עופרת-חומצה).אלא אם כן אתה אוהב לחיות על הקצה, אל תקנו סוללה ללא BMS!

להלן הידע שנאסף מקריאת מספר רב של מאמרים באינטרנט, דפי בלוג, פרסומים מדעיים ודיונים עם יצרני LFP.היזהר במה שאתה מאמין, יש הרבה מידע מוטעה בחוץ!למרות שמה שאנו כותבים כאן בשום פנים ואופן לא נועד כמדריך האולטימטיבי לסוללות LFP, תקוותנו היא שהמאמר הזה חותך את צואת הבקר ונותן קווים מנחים מוצקים כדי להפיק את המרב מסוללות הליתיום-יון שלך.

למה ליתיום-יון?

הסברנו במאמר סוללת עופרת-חומצה שלנו כיצד עקב אכילס של כימיה זו יושב בטעינה חלקית יותר מדי זמן.קל מדי לשפוך בנק סוללות עופרת-חומצה יקרות תוך חודשים בלבד על-ידי לתת לו לשבת בטעינה חלקית.זה שונה מאוד עבור LFP!אתה יכול לתת לסוללות ליתיום-יון לשבת בטעינה חלקית לנצח ללא נזק.למעשה, LFP מעדיף לשבת בטעינה חלקית במקום להיות מלא או ריק לחלוטין, ולאורך חיים, עדיף להפעיל את הסוללה או לתת לה לשבת בטעינה חלקית.

אבל חכה!יש עוד!

סוללות ליתיום-יון הן כמעט הגביע הקדוש של הסוללות: עם פרמטרי הטעינה הנכונים, אתה כמעט יכול לשכוח שיש סוללה.אין תחזוקה.ה-BMS ידאג לזה, ותוכלו לרוץ משם בשמחה!

אבל חכה!יש עוד יותר!(כל דמיון עם פרסומות מידע מסוימות הוא מקרי לחלוטין, ולמען האמת, אנו מתרעמים על ההצעה!)...

סוללות LFP יכולות גם להחזיק מעמד זמן רב מאוד.שֶׁלָנוּ סוללות BSLBATT LFP מדורגים ב-3000 מחזורים, במחזור טעינה/פריקה מלא של 100%.אם עשית את זה כל יום זה גורם ליותר מ-8 שנים של רכיבה על אופניים!הם מחזיקים מעמד אפילו יותר זמן בשימוש במחזורים של פחות מ-100%, למעשה למען הפשטות אפשר להשתמש בקשר ליניארי: 50% מחזורי פריקה פירושם פי שניים מהמחזורים, 33% מחזורי פריקה וניתן לצפות באופן סביר פי שלושה מהמחזורים.

אבל חכה!יש עוד!…

סוללת LiFePO4 שוקלת גם פחות מ-1/2 מסוללת עופרת בעלת קיבולת דומה.הוא יכול להתמודד עם זרמי טעינה גדולים (100% מדרוג Ah זה לא בעיה, נסה את זה עם עופרת-חומצה!), מאפשר טעינה מהירה, הוא אטום כך שאין אדים, ויש לו קצב פריקה עצמי נמוך מאוד ( 3% בחודש או פחות).

גודל בנק סוללה עבור LFP

רמזנו על כך לעיל: לסוללות ליתיום-יון יש 100% קיבולת שמישה, בעוד שעופרת-חומצה מסתיימת באמת ב-80%.זה אומר שאתה יכול להגדיל את גודל בנק סוללות LFP קטן יותר מאשר בנק חומצה עופרת, ועדיין שיהיה זהה מבחינה תפקודית.המספרים מצביעים על כך ש-LFP יכול להיות 80% מגודל אמפר-שעה של חומצת עופרת.בכל זאת יש יותר מזה.

לאריכות חיים של סוללות עופרת-חומצה לא צריך להיות בגודל שבו הם רואים באופן קבוע פריקה מתחת ל-50% SOC.עם LFP אין בעיה!יעילות אנרגטית הלוך ושוב עבור LFP די טובה יותר גם מחומצת עופרת, כלומר נדרשת פחות אנרגיה כדי למלא את המיכל לאחר רמה מסוימת של פריקה.זה מביא להתאוששות מהירה יותר חזרה ל-100%, בעוד שכבר היה לנו בנק סוללות קטן יותר, מה שמחזק את האפקט הזה אפילו יותר.

השורה התחתונה היא שיהיה לנו נוח להתאים בנק סוללות ליתיום-יון ב-75% מהגודל של בנק חומצה עופרת שווה ערך, ולצפות לאותם ביצועים (או טובים יותר!).כולל באותם ימי חורף אפלים שבהם השמש במחסור.

אבל חכה רגע!

האם ליתיום-יון באמת הפתרון לכל צרימות הסוללה שלנו?ובכן, לא ממש…

גם לסוללות LFP יש מגבלות.אחד גדול הוא טמפרטורה: אתה לא יכול לטעון סוללת ליתיום-יון מתחת לאפס, או אפס צלזיוס.לעופרת-חומצה לא היה אכפת מזה.אתה עדיין יכול לפרוק את הסוללה (באיבוד קיבולת זמני), אבל הטעינה לא עומדת להתרחש.ה-BMS צריך לדאוג לחסום טעינה בטמפרטורות קפואות, ולמנוע נזק מקרי.

טמפרטורה היא גם בעיה בקצה הגבוה.הגורם היחיד הגדול ביותר להזדקנות הסוללות הוא שימוש או אפילו רק אחסון בטמפרטורות גבוהות.עד 30 מעלות צלזיוס, אין בעיה.אפילו 45 צלזיוס לא חוטף עונש גדול מדי.כל דבר גבוה יותר באמת מאיץ את ההזדקנות ובסופו של דבר את סוף הסוללה.זה כולל אחסון הסוללה כשהיא לא במחזור.נדבר על כך ביתר פירוט מאוחר יותר כאשר נדון כיצד סוללות LFP נכשלות.

יש בעיה ערמומית שיכולה לצוץ בעת שימוש במקורות טעינה שעלולים לספק מתח גבוה: כאשר הסוללה מלאה, המתח יעלה אלא אם מקור הטעינה יפסיק להיטען.אם הוא עולה מספיק, ה-BMS יגן על הסוללה וינתק אותה, וישאיר את מקור הטעינה הזה לעלות עוד יותר!זו יכולה להיות בעיה עם ווסתי מתח אלטרנטור (גרוע) לרכב, שצריכים תמיד לראות עומס או שהמתח יתגבר והדיודות ישחררו את עשן הקסם שלהן.זו יכולה להיות בעיה גם עם טורבינות רוח קטנות המסתמכות על הסוללה כדי לשמור עליהן בשליטה.הם יכולים לברוח כשהסוללה נעלמת.

ואז יש את מחיר הרכישה הראשוני התלול, התלול!

אבל אנחנו מתערבים שאתה עדיין רוצה אחד!…

כיצד פועלת סוללת LiFePO4?

סוללות ליתיום-יון מכונה סוג של סוללת 'כיסא נדנדה': הן מעבירות יונים, במקרה זה, יוני ליתיום, מהאלקטרודה השלילית לחיובית בעת הפריקה, וחוזר חלילה בעת הטעינה.הציור מימין מראה מה קורה בפנים.הכדורים האדומים הקטנים הם יוני הליתיום, הנעים קדימה ואחורה בין האלקטרודה השלילית לחיובית. בצד שמאל נמצאת האלקטרודה החיובית, הבנויה מליתיום-ברזל-פוספט (LiFePO4).זה אמור לעזור להסביר את השם של סוג זה של סוללה!יוני הברזל והפוספט יוצרים רשת הלוכדת באופן רופף את יוני הליתיום.כאשר התא נטען, יוני הליתיום הללו נמשכים דרך הממברנה באמצע, אל האלקטרודה השלילית מימין.הממברנה עשויה מסוג של פולימר (פלסטיק), עם הרבה נקבוביות קטנטנות בתוכו, מה שמקל על מעבר יוני הליתיום.בצד השלילי, אנו מוצאים סריג עשוי מאטומי פחמן, שיכול ללכוד ולהחזיק את יוני הליתיום שחוצים.

פריקת הסוללה עושה את אותו הדבר הפוך: כשהאלקטרונים זורמים דרך האלקטרודה השלילית, יוני הליתיום שוב הולכים בתנועה, דרך הממברנה, בחזרה אל סריג הברזל-פוספט.הם מאוחסנים שוב בצד החיובי עד שהסוללה תיטען שוב.

אם באמת שמתם לב, אתם מבינים כעת שהסוללה המוצגת בצד ימין מציגה סוללת LFP שהתרוקנה כמעט לחלוטין.כמעט כל יוני הליתיום נמצאים בצד האלקטרודה החיובית.בסוללה טעונה במלואה יהיו יוני הליתיום האלה מאוחסנים כולם בתוך הפחמן של האלקטרודה השלילית.

בעולם האמיתי, תאי ליתיום-יון בנויים משכבות דקות מאוד של רדיד אלומיניום - פולימר - נחושת מתחלפים, כשהכימיקלים מודבקים עליהם.לעתים קרובות הם מגולגלים כמו גליל ג'לי, ומכניסים אותם למיכל פלדה, בדומה לסוללת AA.סוללות הליתיום-יון של 12 וולט שאתה קונה עשויות מרבים מהתאים האלה, מחוברות בסדרה ומקבילה כדי להגדיל את המתח ואת קיבולת האמפר-שעה.כל תא הוא סביב 3.3 וולט, אז 4 מהם בסדרה יוצרים 13.2 וולט.זה בדיוק המתח הנכון להחלפת סוללת 12 וולט עופרת-חומצת!

טעינת סוללת LFP

רוב בקרי הטעינה הסולאריים הרגילים אינם מתקשים לטעון סוללות ליתיום-יון.המתחים הדרושים דומים מאוד לאלה המשמשים לסוללות AGM (סוג של סוללת עופרת-חומצה אטומה).ה-BMS מסייע גם הוא, כדי לוודא שתאי הסוללה רואים את המתח הנכון, לא ייטענו יתר על המידה או יתפרקו יתר על המידה, הוא מאזן את התאים ומבטיח שטמפרטורת התא היא בגדר ההגיון בזמן שהם נטענים.

הגרף שלהלן מציג פרופיל טיפוסי של סוללת LiFePO4 הנטענת.כדי להקל על הקריאה, המתחים הומרו למה שמארזת סוללות 12 וולט LFP תראה (פי 4 מהמתח החד-תא).

בגרף מוצג קצב טעינה של 0.5C, או חצי מקיבולת Ah, במילים אחרות עבור סוללת 100Ah זה יהיה קצב טעינה של 50 אמפר.מתח הטעינה (באדום) לא באמת ישתנה הרבה עבור קצבי טעינה גבוהים או נמוכים יותר (בכחול), לסוללות LFP יש עקומת מתח שטוחה מאוד.

סוללות ליתיום-יון נטענות בשני שלבים: ראשית, הזרם נשמר קבוע, או עם PV סולארי, כלומר בדרך כלל אנו מנסים לשלוח כמה זרם לסוללות הזמין מהשמש.המתח יעלה לאט במהלך הזמן הזה, עד שהוא יגיע למתח ה'ספוג', 14.6V בגרף למעלה.לאחר השגת הקליטה הסוללה מלאה בכ-90%, וכדי למלא את שאר הדרך, המתח נשמר קבוע בזמן שהזרם פוחת באיטיות.ברגע שהזרם יורד לסביבות 5% - 10% מדרוג ה-Ah של הסוללה, הוא נמצא ב-100% מצב טעינה.

במובנים רבים קל יותר לטעון סוללת ליתיום-יון מאשר סוללת עופרת: כל עוד מתח הטעינה גבוה מספיק כדי להזיז יונים, הוא נטען.לסוללות ליתיום-יון לא אכפת אם הן לא טעונה במלואה ב-100%, למעשה, הן מחזיקות מעמד זמן רב יותר אם הן לא.אין סולפטינג אין איזון, זמן הספיגה לא ממש משנה, אי אפשר באמת להטעין את הסוללה יתר על המידה, וה-BMS דואג לשמור את הדברים בגבולות סבירים.

אז איזה מתח מספיק כדי להניע את היונים האלה?ניסוי קטן מראה ש-13.6 וולט (3.4V לתא) היא נקודת הניתוק;מתחת לזה קורה מעט מאוד, בעוד שמעל זה הסוללה תתמלא ב-95% לפחות בהינתן מספיק זמן.ב-14.0 וולט (3.5V לתא) הסוללה נטענת בקלות עד 95+ אחוזים עם כמה שעות קליטה ולכל דבר יש הבדל קטן בטעינה בין מתחים של 14.0 ומעלה, דברים פשוט קורים קצת יותר מהר ב-14.2 וולט ומעלה.

מתח בתפזורת/ספיגה

לסיכום זה, הגדרה בתפזורת/ספיגה בין 14.2 ל-14.6 וולט תעבוד מצוין עבור LiFePO4!אפשר גם נמוך יותר, עד ל-14.0 וולט בערך, בעזרת קצת זמן קליטה.יתכנו מתחים מעט גבוהים יותר, ה-BMS עבור רוב הסוללות יאפשר סביב 14.8 - 15.0 וולט לפני ניתוק הסוללה.עם זאת, אין שום תועלת למתח גבוה יותר, וסיכון גדול יותר להיפסק על ידי ה-BMS, ואולי לנזק.

מתח צף

אין צורך להרחיב סוללות LFP.לבקרי טעינה יש את זה מכיוון שלסוללות עופרת יש קצב פריקה עצמית כל כך גבוה, שזה הגיוני להמשיך לזרזף יותר טעינה כדי להשאיר אותן מאושרות.עבור סוללות ליתיום-יון, זה לא נהדר אם הסוללה יושבת כל הזמן במצב טעינה גבוה, אז אם בקר הטעינה שלך לא יכול להשבית את הציפה, פשוט הגדר אותו למתח נמוך מספיק כדי שלא תתרחש טעינה בפועל.כל מתח של 13.6 וולט או פחות יתאים.

השווה מתח

כאשר מתחי טעינה מעל 14.6 וולט אינם מעודדים באופן פעיל, זה צריך להיות ברור שאסור לעשות איזון לסוללת ליתיום-יון!אם לא ניתן להשבית את האיזון, הגדר אותו ל-14.6V או פחות, כך שהוא יהפוך למחזור טעינה רגיל של ספיגה.

לספוג זמן

יש הרבה מה לומר על פשוט להגדיר את מתח הקליטה ל-14.4V או 14.6V, ואז פשוט להפסיק את הטעינה ברגע שהסוללה מגיעה למתח הזה!בקיצור, זמן קליטה אפס (או קצר).בשלב זה, הסוללה שלך תהיה מלאה בכ-90%.סוללות LiFePO4 יהיו מאושרות יותר בטווח הארוך כשהן לא יושבות על 100% SOC יותר מדי זמן, כך שתרגול זה יאריך את חיי הסוללה.אם אתה בהחלט חייב להיות 100% SOC בסוללה שלך אז absorb יעשה את זה!באופן רשמי זה מושג כאשר זרם הטעינה יורד ל-5% - 10% מדרוג ה-Ah של הסוללה, כך 5 - 10 אמפר עבור סוללת 100Ah.אם אינך יכול להפסיק לספוג בהתבסס על זרם, הגדר את זמן הקליטה לכשעתיים וקרא לזה יום.

פיצוי טמפרטורה

סוללות LiFePO4 אינן זקוקות לפיצוי טמפרטורה!נא לכבות זאת בבקר הטעינה שלך, או שמתח הטעינה שלך יהיה כבוי באופן פרוע כאשר הוא חם מאוד או קר.

הקפד לבדוק את הגדרות המתח של בקר הטעינה שלך מול אלו שנמדדו בפועל עם מולטימטר דיגיטלי באיכות טובה!שינויים קטנים במתח יכולים להיות בעלי השפעה גדולה בעת טעינת סוללת ליתיום-יון!שנה את הגדרות הטעינה בהתאם!

פריקת סוללת LFP

בניגוד לסוללות עופרת-חומצה, המתח של סוללת ליתיום-יון נשאר קבוע מאוד במהלך הפריקה.זה מקשה להעריך את מצב הטעינה ממתח בלבד.עבור סוללה עם עומס בינוני, עקומת הפריקה נראית כדלקמן.

רוב הזמן במהלך הפריקה, מתח הסוללה יהיה ממש סביב 13.2 וולט.זה משתנה ב-0.2 וולט בלבד לאורך כל הדרך בין 99% ל-30% SOC.לא מזמן זה היה רעיון רע מאוד לרדת מתחת ל-20% SOC עבור סוללת LiFePO4.זה השתנה, והיבול הנוכחי של סוללות LFP יתרוקן בשמחה כל הדרך עד ל-0% במשך מחזורים רבים.עם זאת, יש יתרון ברכיבה על אופניים פחות עמוקות.זה לא רק שרכיבה על אופניים ל-30% SOC תביא לך 1/3 מחזורים נוספים לעומת רכיבה על אופניים ל-0%, סביר להניח שהסוללה שלך תחיה ליותר מחזורים מזה.קשה להגיע למספרים קשים, אבל ירידה באופניים ל-50% SOC נראה מראה בערך פי 3 את חיי המחזור לעומת רכיבה על אופניים של 100%.

להלן טבלה המציגה את מתח הסוללה עבור ערכת סוללות 12 וולט לעומת עומק פריקה.קח את ערכי המתח האלה עם גרגר מלח, עקומת הפריקה היא כל כך שטוחה שקשה מאוד לקבוע SOC ממתח בלבד.שינויים קטנים בעומס ובדיוק של מד הוולט יעיפו את המדידה.

אחסון סוללות ליתיום-יון  

קצב הפריקה העצמית הנמוך מאוד מקל על אחסון סוללות LFP, אפילו לתקופות ארוכות יותר.אין בעיה להניח סוללת ליתיום-יון למשך שנה, רק וודאו שיש בה טעינה מסוימת לפני שמכניסים אותה לאחסון.משהו בין 50% - 70% זה בסדר, זה ייתן לסוללה זמן רב מאוד עד שהפריקה העצמית תקרב את המתח לנקודת הסכנה.

אחסון סוללות מתחת לקפיא זה בסדר, הן לא קופאות ולא אכפת הרבה מהטמפרטורה.נסו להימנע מאחסנתם בטמפרטורות גבוהות (45 מעלות ומעלה), ונסו להימנע מאחסנתם מלאים לחלוטין אם אפשר (או כמעט ריקים).

אם אתה צריך לאחסן סוללות לתקופות ארוכות יותר, הקפד פשוט לנתק את כל החוטים מהם.כך לא יכולים להיות עומסים תועים שיפרקו לאט את הסוללות.

הסוף של סוללות הליתיום-יון שלך

אנחנו שומעים אותך מתנשף באימה;המחשבה על כך שבנק סוללות ה-LFP היקר שלך כבר לא מעבירה צמרמורת על עמוד השדרה שלך!אבוי, כל הדברים הטובים צריכים בסופו של דבר להיגמר.מה שאנו רוצים למנוע הוא סוף מהסוג בטרם עת, וכדי לעשות זאת עלינו להבין כיצד סוללות ליתיום-יון מתות.

יצרני סוללות מחשיבים סוללה "מתה" כאשר הקיבולת שלה יורדת ל-80% ממה שהיא צריכה להיות.אז, עבור סוללת 100Ah, הסוף שלה מגיע כאשר הקיבולת שלה יורדת ל-80Ah.ישנם שני מנגנונים הפועלים לקראת התמוטטות הסוללה שלך: רכיבה על אופניים והזדקנות.בכל פעם שאתה פורק ומטעין את הסוללה זה עושה קצת נזק, ואתה מאבד מעט מהקיבולת.אבל גם אם תשים את הסוללה היקרה שלך במקדש יפהפה מוקף זכוכית, שאף פעם לא ירכיבו על אופניים, זה עדיין יסתיים.האחרון הזה נקרא חיי לוח שנה.

קשה למצוא נתונים קשים על חיי לוח שנה עבור סוללות LiFePO4, מעט מאוד יש בחוץ.כמה מחקרים מדעיים נעשו על ההשפעה של קיצוניות (בטמפרטורה וב-SOC) על חיי לוח השנה, ואלה עוזרים להציב גבולות.מה שאנו מבינים הוא שאם אינך עושה שימוש לרעה בבנק הסוללות שלך, נמנע מקיצוניות, ובדרך כלל פשוט משתמש בסוללות שלך בגבולות סבירים, יש גבול עליון של כ-20 שנה על חיי לוח השנה.

מלבד התאים בתוך הסוללה, יש גם את ה-BMS, שעשוי מחלקים אלקטרוניים.כאשר ה-BMS נכשל, גם הסוללה שלך תיכשל.סוללות ליתיום-יון עם BMS מובנה עדיין חדשות מדי, ונצטרך לראות, אבל בסופו של דבר מערכת ניהול הסוללות צריכה לשרוד כל עוד תאי הליתיום-יון עושים זאת.

תהליכים בתוך הסוללה מתמזגים לאורך זמן כדי לצפות את שכבת הגבול בין האלקטרודות והאלקטרוליטים בתרכובות כימיות המונעות מיוני הליתיום להיכנס ולצאת מהאלקטרודות.תהליכים קושרים גם יוני ליתיום לתרכובות כימיות חדשות, כך שהם אינם זמינים עוד לעבור מאלקטרודה לאלקטרודה.התהליכים האלה יקרו לא משנה מה נעשה, אבל הם מאוד תלויים בטמפרטורה!שמור את הסוללות שלך מתחת ל-30 מעלות צלזיוס והן איטיות מאוד.עברו מעל 45 מעלות צלזיוס והדברים מאיצים במידה ניכרת!אויב הציבור לא.1 עבור סוללות ליתיום-יון, ללא ספק, הוא חום!

יש עוד בחיי לוח שנה וכמה מהר סוללת LiFePO4 תזדקן: ל-State-Of-Charge יש קשר לזה גם כן.אמנם טמפרטורות גבוהות הן רעות, אבל הסוללות האלה ממש ממש לא אוהבות לשבת ב-0% SOC וטמפרטורות גבוהות מאוד!גם רע, אם כי לא ממש גרוע כמו 0% SOC, הוא שיישבו ב-100% SOC וטמפרטורות גבוהות.לטמפרטורות נמוכות מאוד יש פחות השפעה.כפי שדיברנו, אינך יכול (וה-BMS לא יאפשר לך) לטעון סוללות LFP מתחת לאפס.כפי שמתברר, לפרוק אותם מתחת לקפיא, אמנם אפשרי, יש השפעה מואצת גם על ההזדקנות.לא כל כך גרוע כמו לתת לסוללה שלך לשבת בטמפרטורה גבוהה, אבל אם אתה מתכוון לחשוף את הסוללה שלך לטמפרטורות קפואות, עדיף לעשות זאת בזמן שהיא לא נטענת ולא נפרקת ועם קצת גז במיכל (אם כי לא מיכל מלא).במובן כללי יותר, עדיף להניח את הסוללות הללו בסביבות 50% - 60% SOC אם הן זקוקות לאחסון לטווח ארוך יותר.

סוללה מומסת

אם אתה באמת רוצה לדעת, מה שקורה כשסוללת ליתיום-יון נטענת מתחת לאפס הוא שליתיום מתכתי מושקע על האלקטרודה השלילית (פחמן).גם לא בצורה יפה, הוא גדל במבנים חדים דמויי מחט, שבסופו של דבר מנקבים את הממברנה ומקצרים את הסוללה (מה שמוביל לאירוע פירוק מהיר לא מתוכנן מרהיב כפי שקוראת לזה נאס"א, הכולל עשן, חום קיצוני, ויתכן בהחלט גם להבות).למזלנו, זה משהו שה-BMS מונע מלהתרחש.

אנחנו ממשיכים לחיי המחזור.זה הפך להיות מקובל להוציא אלפי מחזורים, אפילו במחזור טעינה-פריקה מלא של 100%, מתוך סוללות ליתיום-יון.יש כמה דברים שאתה יכול לעשות כדי למקסם את חיי המחזור.

דיברנו על איך פועלות סוללות LiFePO4: הן מעבירות יוני ליתיום בין האלקטרודות.חשוב להבין שמדובר בחלקיקים פיזיים ממשיים שיש להם גודל.הם נמשכים מאלקטרודה אחת ונדחסים לתוך השניה, בכל פעם שאתה טוען-פורק את הסוללה.זה גורם נזק, במיוחד לפחמן של האלקטרודה השלילית.בכל פעם שהסוללה נטענת האלקטרודה מתנפחת מעט, וכל פריקה היא מצטמצמת שוב.לאורך זמן זה גורם לסדקים מיקרוסקופיים.בגלל זה טעינה קצת מתחת ל-100% תיתן לך יותר מחזורים, וכך גם פריקה לקצת מעל 0%.כמו כן, חשבו על אותם יונים כמפעילים "לחץ", ומספרי מצב-טעינה קיצוניים מפעילים יותר לחץ, וגורמים לתגובות כימיות שאינן לטובת הסוללה.זו הסיבה שסוללות LFP לא אוהבות לשים אותן ב-100% SOC או להכניס אותן לטעינת ציפה ב-(קרוב) ל-100%.

כמה מהר יוני הליתיום האלה נמשכים לכאן וליון יש השפעה גם על חיי המחזור.לאור האמור לעיל, אין זה אמור להפתיע.בעוד שסוללות LFP יבצעו באופן שגרתי טעינה ופריקה ב-1C (כלומר 100 אמפר עבור סוללת 100Ah), תראה יותר מחזורים מחוץ לסוללה שלך אם תגביל זאת לערכים סבירים יותר.לסוללות חומצה עופרת יש מגבלה של כ-20% מדרוג Ah, ולהישאר בתוך זה עבור ליתיום-יון תהיה יתרונות גם לחיי סוללה ארוכים יותר.

הגורם האחרון שראוי להזכיר הוא מתח, אם כי זה באמת מה שה-BMS נועד לשמור עליו.לסוללות ליתיום-יון יש חלון מתח צר, הן לטעינה והן לפריקה.יציאה מחוץ לחלון הזה גורמת מהר מאוד לנזק קבוע וברמה הגבוהה לאירוע RUD אפשרי (דיבור של נאס"א, כאמור).עבור LiFePO4 החלון הזה הוא בערך 8.0V (2.0V לתא) עד 16.8 וולט (4.2V לתא).ה-BMS המובנה צריך לדאוג לשמור את הסוללה היטב בגבולות אלה.

שיעורי קח הביתה

עכשיו, כשאנחנו יודעים איך עובדות סוללות ליתיום-יון, מה הן אוהבות ומה הן לא אוהבות, ואיך הן נכשלות בסופו של דבר, יש כמה עצות לקחת.הכנו רשימה קטנה למטה.אם אתה לא מתכוון לעשות שום דבר אחר, אנא שים לב לשניים הראשונים, הם משפיעים ללא ספק על הזמן הכולל שתקבל ליהנות מסוללת הליתיום-יון שלך!הקפדה על האחרים תעזור גם כדי לגרום לסוללה שלך להחזיק מעמד עוד יותר.

לסיכום, לחיי סוללה ארוכים ומאושרים של LFP, לפי סדר החשיבות, עליך לשים לב לדברים הבאים:

● שמור על טמפרטורת הסוללה מתחת ל-45 צלזיוס (מתחת ל-30C אם אפשר) - זה ללא ספק החשוב ביותר!!
● שמור על זרמי טעינה ופריקה מתחת ל-0.5C (עדיף 0.2C)
● שמור על טמפרטורת הסוללה מעל 0 מעלות צלזיוס בעת הפריקה, אם אפשר - זה, וכל מה שמתחת לא כמעט חשוב כמו השניים הראשונים
● אל תרכב על אופניים מתחת ל-10% - 15% SOC אלא אם כן אתה באמת צריך
● אל תציף את הסוללה ב-100% SOC אם אפשר
● אל תטעין ל-100% SOC אם אתה לא צריך את זה

זהו זה!עכשיו גם אתה יכול למצוא אושר וחיים מספקים עם סוללות ה-LiFePO4 שלך!