LiFePO4(리튬 이온) 배터리로 행복을 찾는 방법

리튬이온 배터리 가격 터무니없이 비싼 배터리에서 적당히 감당할 수 없는 배터리로 천천히 변화하고 있으며 BSLBATT에서는 이러한 유형의 배터리 판매가 꾸준히 증가하는 것을 보고 있습니다. 대부분의 사용자는 RV, 5륜차, 캠핑카 및 유사한 차량에 사용하는 것으로 보이며, 일부는 실제 고정형 독립형 시스템에 사용합니다.

이 기사에서는 리튬 이온 배터리의 특정 범주에 대해 설명합니다. 리튬-철-인산염 또는 LiFePO4의 화학식은 LFP 배터리라고도 합니다. 이것은 휴대폰이나 노트북에 있는 것과는 약간 다릅니다. 대부분 리튬-코발트 배터리입니다. LFP의 장점은 훨씬 더 안정적이고 자체 연소되지 않는다는 것입니다. 이는 손상 시 배터리가 연소되지 않는다는 의미는 아닙니다. 충전된 배터리에는 많은 양의 에너지가 저장되어 있으며 계획되지 않은 방전이 발생하는 경우 결과가 매우 빠르게 매우 흥미로울 수 있습니다! LFP는 또한 리튬-코발트에 비해 오래 지속되며 온도 안정성이 더 높습니다. 다양한 리튬 배터리 기술 중에서 LFP는 딥 사이클 애플리케이션에 가장 적합합니다!

12/24/48V 팩으로 판매되는 거의 모든 LFP 배터리와 마찬가지로 배터리에 BMS 또는 배터리 관리 시스템이 있다고 가정합니다. BMS는 배터리 보호를 담당합니다. 배터리가 방전되면 연결을 끊거나 과충전될 위험이 있습니다. BMS는 또한 충전 및 방전 전류를 제한하고, 셀 온도를 모니터링하며(필요한 경우 충전/방전을 줄임), 대부분은 완전 충전이 완료될 때마다 셀의 균형을 유지합니다(균형은 모든 셀을 배터리 내부로 가져오는 것으로 생각). 납산 배터리의 균등화와 유사하게 배터리 팩을 동일한 충전 상태로 설정합니다. 가장자리에 사는 것을 좋아하지 않는 한 BMS가 없는 배터리를 구입하지 마십시오!

다음은 수많은 웹 기사, 블로그 페이지, 과학 출판물 및 LFP 제조업체와의 토론을 통해 얻은 지식입니다. 당신이 믿는 것을 조심하십시오. 거기에는 많은 잘못된 정보가 있습니다! 우리가 여기에 쓴 내용은 결코 LFP 배터리에 대한 궁극적인 가이드를 의미하지는 않지만, 이 기사가 소의 배설물을 잘라내고 리튬 이온 배터리를 최대한 활용할 수 있는 확실한 지침을 제공하기를 바랍니다.

왜 리튬 이온인가?

우리는 납산 배터리 기사에서 해당 화학 물질의 아킬레스건이 너무 오랫동안 부분 충전 상태로 유지되는 방식을 설명했습니다. 고가의 납산 배터리 뱅크를 부분 충전 상태로 놓아두기만 하면 단 몇 달 만에 버리는 것은 너무 쉽습니다. LFP의 경우에는 매우 다릅니다! 리튬 이온 배터리는 손상 없이 영원히 부분 충전 상태로 둘 수 있습니다. 실제로 LFP는 완전히 완충되거나 비어 있는 것보다 부분 충전 상태를 선호하며, 수명을 위해서는 배터리를 순환시키거나 부분 충전 상태로 두는 것이 더 좋습니다.

하지만 잠깐! 더 있습니다!

리튬 이온 배터리는 배터리의 성배에 가깝습니다. 올바른 충전 매개변수를 사용하면 배터리가 있다는 사실을 거의 잊어버릴 수 있습니다. 유지 관리가 없습니다. BMS가 처리해 드리며, 즐겁게 자전거를 타실 수 있습니다!

하지만 잠깐! 아직 더 있습니다! (특정 정보 광고와 유사점은 순전히 우연이며, 솔직히 우리는 그러한 제안에 분개합니다!)…

LFP 배터리는 또한 매우 오랜 시간 동안 지속될 수 있습니다. 우리의 BSLBATT LFP 배터리 100% 완전 충전/방전 주기에서 3000회 정격입니다. 매일 그렇게 하면 8년 넘게 자전거를 탄 셈이 됩니다! 100% 미만의 주기로 사용하면 훨씬 더 오래 지속됩니다. 사실 단순화를 위해 선형 관계를 사용할 수 있습니다. 50% 방전 주기는 두 배의 주기, 33% 방전 주기를 의미하며 합리적으로 세 배의 주기를 기대할 수 있습니다.

하지만 잠깐! 아직 더 있습니다!…

LiFePO4 배터리의 무게도 비슷한 용량의 납산 배터리의 1/2 미만입니다. 큰 충전 전류를 처리할 수 있으며(Ah 등급의 100%는 문제가 되지 않습니다. 납산으로 시도해 보십시오!) 급속 충전이 가능하고 밀봉되어 연기가 없으며 자체 방전율이 매우 낮습니다( 월 3% 이하).

LFP용 배터리 뱅크 크기

우리는 위에서 이를 암시했습니다. 리튬 이온 배터리는 가용 용량이 100%인 반면, 납산 배터리는 실제로 80%로 끝납니다. 즉, LFP 배터리 뱅크의 크기를 납산 뱅크보다 작게 만들 수 있으며 기능적으로는 동일하게 유지할 수 있습니다. 수치에 따르면 LFP는 납산 암페어 시간 크기의 80%일 수 있습니다. 하지만 이것에 더 많은 것이 있습니다.

수명을 연장하기 위해 납축 배터리 뱅크는 정기적으로 50% SOC 미만으로 방전되는 크기를 지정해서는 안 됩니다. LFP를 사용하면 문제가 되지 않습니다! LFP의 왕복 에너지 효율도 납산보다 약간 더 좋습니다. 즉, 특정 수준의 방전 후 탱크를 채우는 데 더 적은 에너지가 필요합니다. 그 결과 100%로 더 빠르게 복구할 수 있게 되었으며, 이미 배터리 뱅크가 작아졌기 때문에 이 효과가 더욱 강화되었습니다.

결론은 리튬 이온 배터리 뱅크의 크기를 동급 납산 뱅크 크기의 75%로 설정하고 동일한(또는 더 나은!) 성능을 기대한다는 것입니다. 태양이 부족한 어두운 겨울날도 포함됩니다.

하지만 잠깐만요!

리튬 이온이 정말로 모든 배터리 문제에 대한 솔루션일까요? 글쎄요…

LFP 배터리에도 한계가 있습니다. 가장 큰 문제는 온도입니다. 영하 또는 섭씨 0도 이하에서는 리튬 이온 배터리를 충전할 수 없습니다. 납산은 이것에 대해 덜 신경 쓸 수 없습니다. 배터리를 방전할 수는 있지만(일시적인 용량 손실 시) 충전은 되지 않습니다. BMS는 우발적인 손상을 방지하기 위해 영하의 온도에서 충전을 차단하도록 주의해야 합니다.

최고 수준에서는 온도도 문제입니다. 배터리 노화의 가장 큰 원인은 고온에서 사용하거나 보관하는 것입니다. 30도 정도까지는 문제 없습니다. 45도라도 페널티가 너무 많이 발생하지 않습니다. 더 높을수록 노화가 가속화되고 궁극적으로 배터리 수명이 종료됩니다. 여기에는 배터리를 순환하지 않을 때 배터리를 보관하는 것도 포함됩니다. 이에 대해서는 나중에 LFP 배터리가 어떻게 실패하는지 논의할 때 더 자세히 설명하겠습니다.

잠재적으로 높은 전압을 제공하는 충전 소스를 사용할 때 발생할 수 있는 교활한 문제가 있습니다. 배터리가 가득 차면 충전 소스가 충전을 중단하지 않는 한 전압이 상승합니다. 배터리가 충분히 상승하면 BMS는 배터리를 보호하고 연결을 해제하여 충전 소스를 더욱 상승시킵니다! 이는 항상 부하를 확인해야 하는 (나쁜) 자동차 교류 발전기 전압 조정기의 문제일 수 있습니다. 그렇지 않으면 전압이 급상승하고 다이오드가 마법의 연기를 방출합니다. 이는 배터리를 제어하기 위해 배터리에 의존하는 소형 풍력 터빈에서도 문제가 될 수 있습니다. 배터리가 없어지면 도망갈 수 있습니다.

그렇다면 가파른 초기 구매 가격이 있습니다!

하지만 당신은 여전히 ​​하나를 원할 것입니다!…

LiFePO4 배터리는 어떻게 작동합니까?

리튬 이온 배터리는 일종의 '흔들 의자' 배터리라고 합니다. 방전 시 이온(이 경우 리튬 이온)을 음극에서 양극으로 이동시키고, 충전 시 다시 다시 이동시킵니다. 오른쪽 그림은 내부에서 일어나는 일을 보여줍니다. 작은 빨간 공은 음극과 양극 사이를 앞뒤로 움직이는 리튬 이온입니다. 왼쪽에는 리튬-철-인산염(LiFePO4)으로 구성된 양극이 있습니다. 이는 이러한 유형의 배터리 이름을 설명하는 데 도움이 될 것입니다! 철과 인산염 이온은 리튬 이온을 느슨하게 가두는 격자를 형성합니다. 셀이 충전되면 리튬 이온은 중앙 막을 통해 오른쪽 음극으로 끌려갑니다. 멤브레인은 일종의 폴리머(플라스틱)로 만들어지며 그 안에 작은 구멍이 많아 리튬 이온이 쉽게 통과할 수 있습니다. 부정적인 측면에서는 교차하는 리튬 이온을 가두어 유지할 수 있는 탄소 원자로 만들어진 격자를 발견합니다.

배터리 방전은 반대의 경우도 마찬가지입니다. 전자가 음극을 통해 흘러나감에 따라 리튬 이온은 다시 한 번 막을 통해 철-인산염 격자로 이동합니다. 배터리가 다시 충전될 때까지 다시 양극쪽에 저장됩니다.

정말로 주의를 기울였다면 오른쪽 배터리 그림에 거의 완전히 방전된 LFP 배터리가 표시되어 있다는 것을 이제 이해하셨을 것입니다. 거의 모든 리튬 이온은 양극 측면에 있습니다. 완전히 충전된 배터리는 리튬 이온이 모두 음극의 탄소 내부에 저장되어 있습니다.

실제 세계에서 리튬 이온 전지는 알루미늄-폴리머-구리 호일이 교대로 배열된 매우 얇은 층으로 구성되며 그 위에 화학 물질이 붙어 있습니다. 종종 젤리 롤처럼 말아서 AA 배터리처럼 강철 용기에 넣습니다. 귀하가 구입하는 12볼트 리튬 이온 배터리는 전압 및 시간당 전류 용량을 높이기 위해 직렬 및 병렬로 연결된 많은 셀로 구성됩니다. 각 셀의 전압은 약 3.3V이므로 직렬로 4개 연결하면 13.2V가 됩니다. 이는 12볼트 납산 배터리를 교체하는 데 적합한 전압입니다!

LFP 배터리 충전

대부분의 일반 태양광 충전 컨트롤러는 리튬 이온 배터리를 충전하는 데 문제가 없습니다. 필요한 전압은 AGM 배터리(밀폐형 납산 배터리의 일종)에 사용되는 전압과 매우 유사합니다. BMS는 배터리 셀이 올바른 전압을 확인하고, 과충전되거나 과방전되지 않도록 하는 데에도 도움이 되며, 셀의 균형을 맞추고 충전 중에 셀 온도가 적절한 범위 내에 있도록 보장합니다.

아래 그래프는 LiFePO4 배터리가 충전되는 일반적인 프로필을 보여줍니다. 읽기 쉽도록 전압은 12V LFP 배터리 팩에서 볼 수 있는 값(단일 셀 전압의 4배)으로 변환되었습니다.

그래프에 표시된 충전 속도는 0.5C, 즉 Ah 용량의 절반입니다. 즉, 100Ah 배터리의 경우 충전 속도는 50Amp입니다. 충전 전압(빨간색)은 충전 속도(파란색)가 높거나 낮아도 실제로 크게 변하지 않습니다. LFP 배터리는 전압 곡선이 매우 평평합니다.

리튬 이온 배터리는 두 단계로 충전됩니다. 첫째, 전류가 일정하게 유지되거나 태양광 PV를 사용하면 일반적으로 태양에서 가능한 한 많은 전류를 배터리에 보내려고 시도합니다. 이 시간 동안 전압은 위 그래프의 '흡수' 전압인 14.6V에 도달할 때까지 천천히 상승합니다. 흡수에 도달하면 배터리는 약 90% 정도 충전되며, 나머지 부분을 채우려면 전류가 천천히 줄어들면서 전압은 일정하게 유지됩니다. 전류가 배터리 Ah 정격의 약 5% – 10%로 떨어지면 100% 충전 상태가 됩니다.

여러 면에서 리튬 이온 배터리는 납산 배터리보다 충전하기가 더 쉽습니다. 충전 전압이 이온을 이동할 만큼 충분히 높으면 충전됩니다. 리튬 이온 배터리는 완전히 100% 충전되지 않아도 상관이 없으며, 실제로는 그렇지 않으면 더 오래 지속됩니다. 황산화도 없고 균등화도 없으며 흡수 시간은 실제로 중요하지 않으며 실제로 배터리를 과충전할 수 없으며 BMS는 합리적인 범위 내에서 모든 것을 유지합니다.

그렇다면 이온을 이동시키기에 충분한 전압은 얼마입니까? 약간의 실험을 통해 13.6V(셀당 3.4V)가 차단 지점임을 알 수 있습니다. 그 이하에서는 거의 발생하지 않지만 그 이상에서는 충분한 시간이 주어지면 배터리가 최소 95% 충전됩니다. 14.0V(셀당 3.5V)에서 배터리는 몇 시간 흡수 시간으로 최대 95% 이상 쉽게 충전되며 모든 의도와 목적을 위해 14.0 이상 전압 사이에서 충전에는 거의 차이가 없으며 14.2에서는 조금 더 빠르게 발생합니다. 볼트 이상.

벌크/흡수 전압

이를 요약하면 14.2~14.6V 사이의 벌크/흡수 설정이 LiFePO4에 적합합니다! 약간의 흡수 시간을 활용하면 약 14.0V까지 낮추는 것도 가능합니다. 약간 더 높은 전압도 가능합니다. 대부분의 배터리에 대한 BMS는 배터리를 분리하기 전에 약 14.8~15.0V를 허용합니다. 하지만 전압이 높아도 이점은 없으며 BMS에 의해 차단되어 손상될 위험이 더 커집니다.

플로트 전압

LFP 배터리는 물에 띄울 필요가 없습니다. 충전 컨트롤러에는 납축 배터리의 자체 방전율이 매우 높기 때문에 만족스러운 상태를 유지하기 위해 계속해서 더 많은 충전량을 유지하는 것이 합리적이기 때문에 이러한 기능이 있습니다. 리튬 이온 배터리의 경우 배터리가 지속적으로 높은 충전 상태에 있으면 좋지 않습니다. 따라서 충전 컨트롤러가 플로트를 비활성화할 수 없는 경우 실제 충전이 발생하지 않을 만큼 충분히 낮은 전압으로 설정하면 됩니다. 13.6V 이하의 전압이면 충분합니다.

전압 균등화

14.6V를 초과하는 충전 전압은 적극적으로 권장되지 않으므로 리튬 이온 배터리에 균등화를 수행해서는 안 됩니다. 균등화를 비활성화할 수 없는 경우 14.6V 이하로 설정하면 일반 흡수 충전 주기가 됩니다.

시간을 흡수하다

단순히 흡수 전압을 14.4V 또는 14.6V로 설정한 다음 배터리가 해당 전압에 도달하면 충전을 중지하는 방법에 대해 할 말이 많습니다! 즉, 제로(또는 짧은) 흡수 시간입니다. 이때 배터리는 약 90% 정도 충전됩니다. LiFePO4 배터리는 너무 오랫동안 100% SOC 상태로 유지되지 않으면 장기적으로 더 만족스럽습니다. 따라서 이 방법을 사용하면 배터리 수명이 연장됩니다. 배터리에 100% SOC가 있어야 한다면 Absorb가 그렇게 할 것입니다! 공식적으로 이는 충전 전류가 배터리 Ah 등급의 5% – 10%로 떨어지면 도달합니다. 즉, 100Ah 배터리의 경우 5 – 10A입니다. 전류에 따라 흡수를 멈출 수 없다면 흡수 시간을 약 2시간으로 설정하고 하루로 지정하세요.

온도 보상

LiFePO4 배터리에는 온도 보상이 필요하지 않습니다! 충전 컨트롤러에서 이 스위치를 끄십시오. 그렇지 않으면 매우 따뜻하거나 추울 때 충전 전압이 크게 꺼집니다.

고품질 디지털 멀티미터로 실제로 측정한 값과 비교하여 충전 컨트롤러 전압 설정을 확인하십시오! 리튬 이온 배터리를 충전할 때 전압의 작은 변화가 큰 영향을 미칠 수 있습니다! 이에 따라 충전 설정을 변경하세요!

LFP 배터리 방전

납산 배터리와 달리 리튬 이온 배터리의 전압은 방전 중에 매우 일정하게 유지됩니다. 이로 인해 전압만으로는 충전 상태를 예측하기가 어렵습니다. 부하가 중간 정도인 배터리의 경우 방전 곡선은 다음과 같습니다.

방전 중 대부분의 시간 동안 배터리 전압은 약 13.2V입니다. 99%에서 30% SOC까지 0.2V만 다릅니다. 얼마 전까지만 해도 LiFePO4 배터리의 SOC를 20% 미만으로 낮추는 것은 Very Bad Idea™였습니다. 그것은 바뀌었고 현재 LFP 배터리의 작물은 여러 사이클 동안 0%까지 아주 즐겁게 방전될 것입니다. 그러나 덜 깊게 사이클링하면 이점이 있습니다. 30% SOC로 사이클링하면 0%로 사이클링하는 것에 비해 1/3 더 많은 사이클을 얻을 수 있을 뿐만 아니라 배터리는 그보다 더 많은 사이클 동안 수명을 유지할 수 있습니다. 어려운 수치는 구하기 어렵지만 50% SOC까지 사이클링하는 것은 100% 사이클링에 비해 사이클 수명이 약 3배 더 긴 것으로 보입니다.

아래 표는 12V 배터리 팩의 배터리 전압과 방전 깊이를 보여줍니다. 이러한 전압 값을 대략적으로 살펴보면 방전 곡선이 너무 평평해서 전압만으로는 SOC를 결정하기가 실제로 어렵습니다. 부하의 작은 변화와 전압계의 정확도로 인해 측정이 중단됩니다.

리튬 이온 배터리 보관  

자체 방전율이 매우 낮기 때문에 LFP 배터리를 장기간 보관하기가 쉽습니다. 리튬 이온 배터리를 1년 동안 보관하는 것은 문제가 되지 않습니다. 보관하기 전에 배터리가 약간 충전되어 있는지 확인하세요. 50% – 70% 사이이면 괜찮습니다. 자체 방전으로 인해 전압이 위험 지점에 가까워질 때까지 배터리에 매우 오랜 시간이 걸릴 것입니다.

배터리를 영하 아래에 보관하는 것은 괜찮습니다. 얼지 않으며 온도에 크게 신경 쓰지 않습니다. 고온(45℃ 이상)에 보관하는 것을 피하고, 가능하면 완전히 가득 채운(또는 거의 비어 있는) 보관을 피하십시오.

배터리를 장기간 보관해야 하는 경우 배터리에서 모든 전선을 분리하기만 하면 됩니다. 이렇게 하면 배터리를 천천히 방전시키는 표류 부하가 있을 수 없습니다.

리튬 이온 배터리의 종말

우리는 당신이 공포에 질려 헐떡거리는 소리를 듣습니다. 소중한 LFP 배터리 뱅크가 더 이상 등골을 오싹하게 하지 않는다는 생각을 해보세요! 아아, 모든 좋은 일에는 결국 끝이 오게 마련입니다. 우리가 예방하고 싶은 것은 조기 종식이며, 그러기 위해서는 리튬 이온 배터리가 어떻게 죽는지 이해해야 합니다.

배터리 제조업체는 용량이 원래 용량의 80%로 떨어지면 배터리가 "죽은" 것으로 간주합니다. 따라서 100Ah 배터리는 용량이 80Ah로 떨어지면 수명이 다하게 됩니다. 배터리 수명이 다하는 데에는 사이클링과 노화라는 두 가지 메커니즘이 있습니다. 배터리를 방전하고 재충전할 때마다 약간의 손상이 발생하고 용량도 조금씩 손실됩니다. 하지만 소중한 배터리를 유리로 둘러싸인 아름다운 성소에 넣어두고 절대 자전거를 타지 않아도 배터리는 수명을 다하게 됩니다. 마지막 것은 달력 생활이라고 합니다.

LiFePO4 배터리의 수명에 대한 하드 데이터를 찾기가 어렵고, 알려진 데이터도 거의 없습니다. 극한 상황(온도 및 SOC)이 달력 수명에 미치는 영향에 대한 일부 과학적 연구가 수행되었으며 이는 한계를 설정하는 데 도움이 됩니다. 우리가 수집한 바에 따르면 배터리 뱅크를 남용하지 않고 극단적인 상황을 피하며 일반적으로 합리적인 범위 내에서 배터리를 사용하는 경우 수명의 상한선은 약 20년이라는 것입니다.

배터리 내부의 셀 외에도 ​​전자 부품으로 만들어진 BMS도 있습니다. BMS에 오류가 발생하면 배터리에도 오류가 발생합니다. BMS가 내장된 리튬 이온 배터리는 아직 너무 새롭기 때문에 지켜봐야 합니다. 하지만 궁극적으로 배터리 관리 시스템은 리튬 이온 셀만큼 오래 살아남아야 합니다.

배터리 내부 프로세스는 시간이 지남에 따라 리튬 이온이 전극에 들어오고 나가는 것을 방지하는 화합물로 전극과 전해질 사이의 경계층을 코팅합니다. 또한 공정에서는 리튬 이온을 새로운 화합물에 결합하므로 더 이상 전극에서 전극으로 이동할 수 없습니다. 이러한 과정은 우리가 무엇을 하든 발생하지만 온도에 따라 크게 달라집니다. 배터리를 섭씨 30도 미만으로 유지하면 속도가 매우 느려집니다. 45도를 넘으면 상황이 상당히 빨라집니다! 공공의 적 No. 리튬이온 배터리의 1위는 바로 열입니다!

일정 수명과 LiFePO4 배터리의 노화 속도에는 더 많은 것이 있습니다. 충전 상태도 이와 관련이 있습니다. 고온도 나쁘지만, 이 배터리는 실제로 0% SOC 및 매우 높은 온도에 머무르는 것을 좋아하지 않습니다! 또한 0% SOC만큼 나쁘지는 않지만 100% SOC 및 높은 온도에 있다는 것도 나쁜 점입니다. 매우 낮은 온도는 효과가 적습니다. 논의한 바와 같이 영하에서는 LFP 배터리를 충전할 수 없으며 BMS에서는 충전을 허용하지 않습니다. 밝혀진 바와 같이, 영하로 방전하는 것은 가능하지만 노화에도 가속화되는 영향을 미칩니다. 배터리를 고온에 방치하는 것만큼 나쁜 것은 없지만, 배터리를 영하의 온도에 노출시키려는 경우 충전이나 방전 중이 아니며 탱크에 약간의 가스가 있을 때(비록 배터리는 아니지만) 그렇게 하는 것이 더 좋습니다. 가득 찬 탱크). 보다 일반적인 의미에서 장기간 보관이 필요한 경우 이러한 배터리를 약 50% – 60% SOC에 보관하는 것이 좋습니다.

녹은 배터리

정말로 알고 싶다면 리튬 이온 배터리가 영하에서 충전되면 금속 리튬이 음극(탄소) 전극에 침전된다는 사실을 알 수 있습니다. 좋은 방법도 아니고 날카롭고 바늘 같은 구조로 자라서 결국 멤브레인에 구멍이 나고 배터리가 단락되는 것입니다(NASA가 부르는 것처럼 연기, 극심한 열 및 가능성이 있는 엄청난 급속한 예상치 못한 분해 이벤트로 이어짐). 불꽃도 마찬가지). 다행스럽게도 BMS는 이런 일이 발생하는 것을 방지합니다.

우리는 순환 생활로 나아가고 있습니다. 리튬 이온 배터리에서는 완전 100% 충방전 주기에서도 수천 주기를 얻는 것이 일반화되었습니다. 사이클 수명을 최대화하기 위해 할 수 있는 일이 몇 가지 있습니다.

우리는 방법에 대해 이야기했습니다. 리튬 철 인산염 배터리 일: 전극 사이에서 리튬 이온을 이동시킵니다. 이는 크기가 있는 실제 물리적 입자라는 점을 이해하는 것이 중요합니다. 배터리를 충전-방전할 때마다 전극이 한쪽 전극에서 빠져나와 다른 전극에 채워집니다. 이는 특히 음극의 탄소에 손상을 초래합니다. 배터리가 충전될 때마다 전극이 조금씩 부풀어 오르고, 방전될 때마다 다시 얇아집니다. 시간이 지남에 따라 미세한 균열이 발생합니다. 이 때문에 100% 약간 아래로 충전하면 0%보다 약간 높게 방전되는 것처럼 더 많은 주기가 제공됩니다. 또한 이러한 이온이 "압력"을 가하는 것으로 생각하면 극단적인 충전 상태 수치는 더 많은 압력을 가하여 배터리에 도움이 되지 않는 화학 반응을 일으킵니다. 그렇기 때문에 LFP 배터리는 100% SOC로 보관하거나 (거의) 100%로 부동 충전하는 것을 좋아하지 않습니다.

리튬 이온이 이리저리 끌어당기는 속도는 사이클 수명에도 영향을 미칩니다. 위의 내용을 고려하면 이는 놀라운 일이 아닙니다. 하는 동안 리튬 철 인산염 배터리 일반적으로 1C(예: 100Ah 배터리의 경우 100Amp)에서 충전 및 방전을 수행하므로 이를 보다 합리적인 값으로 제한하면 배터리에서 더 많은 사이클이 발생하는 것을 볼 수 있습니다. 납축 배터리는 Ah 정격의 약 20%로 제한되며, 리튬 이온의 경우 이 범위를 벗어나지 않으면 배터리 수명이 길어지는 이점도 있습니다.

언급할 가치가 있는 마지막 요소는 전압이지만 BMS는 실제로 이를 확인하도록 설계되었습니다. 리튬 이온 배터리는 충전 및 방전 모두에 대해 좁은 전압 범위를 갖습니다. 해당 창 밖으로 매우 빨리 나가면 영구적인 손상이 발생하고 최대 RUD 이벤트(앞서 언급한 NASA 토크)가 발생할 수 있습니다. 을 위한 리튬 철 인산염 배터리 해당 창은 약 8.0V(셀당 2.0V) ~ 16.8V(셀당 4.2V)입니다. 내장된 BMS는 배터리를 이러한 한도 내에서 잘 유지하도록 주의를 기울여야 합니다.

테이크 홈 레슨

이제 우리는 리튬 이온 배터리의 작동 방식, 좋아하는 것과 싫어하는 것, 궁극적으로 어떻게 실패하는지 알았으므로 몇 가지 중요한 사항을 알려드립니다. 우리는 아래에 작은 목록을 만들었습니다. 다른 작업을 하지 않을 경우 처음 두 가지 사항에 유의하세요. 리튬 이온 배터리를 사용하는 전체 시간에 가장 큰 영향을 미치는 부분입니다! 다른 사람들의 주의를 기울이는 것도 배터리를 더 오래 지속하는 데 도움이 됩니다.

요약하자면, 길고 행복한 LFP 배터리 수명을 위해서는 중요한 순서대로 다음 사항에 유의해야 합니다.

● 배터리 온도를 45℃ 이하(가능하다면 30C 이하)로 유지하세요. 이것이 가장 중요합니다!!
● 충전 및 방전 전류를 0.5C 미만으로 유지(0.2C 권장)
● 가능하면 방전 시 배터리 온도를 0도 이상으로 유지하세요. – 이것과 아래의 모든 사항은 처음 두 가지만큼 중요하지 않습니다.
● 꼭 필요한 경우가 아니면 10% – 15% SOC 미만으로 사이클링하지 마십시오.
● 가능하면 배터리를 100% SOC로 띄우지 마십시오.
● 필요하지 않은 경우 100% SOC까지 충전하지 마세요.

그게 다야! 이제 당신도 LiFePO4 배터리로 행복과 만족스러운 삶을 찾을 수 있습니다!