Как заряжать литий фосфатные аккумуляторы
Что такое Lifepo4 аккумулятор и как им пользоваться
Чтобы обеспечить технику электроэнергией, производители использовали свинцово-кислотные аккумуляторы. С развитием технологий появились литий-ионные аккумуляторы с более высокой энергетической плотностью, что позволяло дольше пользоваться техникой без подзарядки. Такие аккумуляторы используются до сих пор. Производители устанавливают их в мобильные телефоны, цифровые камеры, ноутбуки и даже электромобили. Главный недостаток литий-ионных аккумуляторов — они быстро изнашиваются.
Чтобы продлить жизнь литий-ионным аккумуляторам, американский профессор придумал новую технологию. Он разработал LiFePO4 аккумулятор и стал использовать его как катод к литий-ионному аккумулятору. Однако новый тип аккумулятора обладал меньшей емкостью и все еще не мог выйти на широкий рынок. Чтобы решить проблему, американский профессор привлек инвесторов. Среди них была небезызвестная компания Motorola. Деньги инвесторов позволили довести технологию до ума и вывести LiFePO4 аккумуляторы на широкий рынок.
Сейчас LiFePO4 аккумуляторы набирают все большую популярность, активно вытесняя своих конкурентов.
Не превышайте допустимых значений.
Любые литий-ионные аккумуляторы, в том числе новые LiFePO4, быстро изнашиваются, если их разряжать до минимума или долго держать на зарядке. Если часто разряжать батарею ниже допустимых значений, она начнет терять емкость и со временем будет быстрее разряжаться. Если перезарядить батарею, она вздуется из-за скопления газа внутри ячеек и быстро выйдет из строя.
Чтобы продлить срок службы литий-железо-фосфатного аккумулятора, заряжать аккумулятор рекомендуется до 3,65V (пик 3,7V), разряжать не ниже 2,5V (пик 2V)
Используйте защитную плату BMS
В мобильных телефонах и электромобилях аккумуляторы обычно заряжаются до максимума и после этого сразу используются. Но если не отключить зарядное устройство после полной зарядки, аккумулятор разбухнет и выйдет из строя. Однако необязательно пристально следить за напряжением аккумулятора, чтобы он не разряжался до минимума и не перезаряжался. Производители придумали как решить эту проблему. Они устанавливают на каждый аккумулятор защитную плату BMS. Плата контролирует параметры источника питания, от которого заряжается аккумулятор, и полностью управляет процессом разрядки и зарядки.
Если LiFePO4 аккумулятор начнет перезаряжаться, плата BMS обеспечит равномерную нагрузку на ячейки. Если аккумулятор сильно разрядится, плата BMS отключит его от потребителя энергии.
Если вы покупаете не целый аккумулятор, а только ячейки и не устанавливаете BMS плату, то напряжение при зарядке аккумулятора будет распределяться неравномерно. Например, вы пользуетесь аккумулятором из четырех ячеек LiFePO4. Со временем три ячейки становятся примерно одинаково заряженными, где-то на 3,5V. А заряд четвертой ячейки оказывается гораздо выше — 4, 25 V. В таком случае четвертая ячейка начнет перезаряжаться и выйдет из строя. Даже несмотря на то, что общее напряжение при зарядке остается в пределах допустимых значений.
Если нет возможности поставить защитную плату BMS, постарайтесь поставить хотя бы балансировочные платы. Они помогают сбалансировать напряжение.
Однако балансировочные платы никак не помогут спасти аккумулятор, если все ячейки слишком сильно разрядятся или начнут перезаряжаться. К тому же, если разница в заряде ячеек будет слишком высокой, балансировочная плата не поможет выравнивать напряжение.
Самый надежный способ защитить литий-железо-фосфатный LiFePO4 аккумулятор — поставить защитную плату BMS.
Учитывайте режим работы
Любой аккумулятор можно использовать в двух режимах работы: циклическом и буферном. Циклический режим проще всего объяснить на примере бытовой техники. Вы пользуетесь телефоном целый день, потом ставите его на зарядку, а когда батарея полностью заряжена — продолжаете пользоваться. Буферный режим — это когда аккумулятор постоянно находится на подзарядке. Такой способ работы можно встретить в бесперебойных источниках питания. При буферном режиме работы напряжение аккумулятора редко падает до критических значений, поэтому он служит дольше, чем при циклическом режиме работы.
Чтобы дополнительно продлить жизнь аккумулятору, рекомендуется понизить напряжение заряда. Обычно для LiFePO4 это 3.40-3.45V. Но лучше всего сверится с рекомендуемыми значениями от производителя. Их можно узнать у продавца во время покупки.
Отбалансируйте ячейки
Если Вы решили самостоятельно собирать аккумулятор, то перед сборкой обязательно отбалансируйте ячейки (аккумуляторы 3,2V). Ячейки не всегда бывают одной степени заряженности. Поэтому перед использованием нужно предварительно провести балансировку. Для этого нужно параллельно соединить каждую ячейку — плюс каждой ячейки соединить между собой, и то же самое сделать с минусом. Заряжать соединенные таким образом ячейки нужно до 3,65V.
Если одна или несколько ячеек покажут разность сопротивлений, во время балансировки произойдет выравнивание напряжений.
Преимущества LiFePO4 аккумулятора перед свинцовыми аккумуляторами
Может показаться, что правильно пользоваться литий-железо-фосфатным аккумулятором сложно. Гораздо легче пользоваться привычными свинцово-кислотными аккумуляторами. Но у LiFePO4 есть весомые преимущества:
Что нужно запомнить
Чтобы легче усвоить всю информацию в статье, пользуйтесь шпаргалкой.
Как правильно заряжать LiFePO4 – каким напряжением и током лучше заряжать LiFePO4 батареи?
Статья обновлена: 2020-08-21
Литий-железо-фосфатные аккумуляторные батареи – это АКБ нового поколения, имеющие отличные эксплуатационные характеристики. Они выдерживают большое число циклов заряд-разряд, не требуют частых балансировок, терпимо относятся к несильным перезарядам и разрядам. К
тому же, LiFePO4 батареи отдают значительные токи и работают в широком диапазоне температур.
Зарядить LiFePO4 аккумулятор несложно, но нужно помнить о некоторых нюансах. Аккумуляторные батареи имеют плату защиты (БМС), защищающую их от перезарядов и глубоких разрядов, и осуществляющую балансировку ячеек между собой. Но отдельные аккумуляторы, не объединенные в батарею и не снабженные платой защиты, нельзя разряжать и перезаряжать, выходя за пределы допустимых значений.
При глубоком разряде аккумуляторы значительно теряют емкость и в итоге могут потерять способность заряжаться и окончательно выйти из строя. Если же аккумулятор перезарядить, он вздуется и также начнет терять свою емкость и эксплуатационный ресурс. Поэтому очень важно не допускать критических значений – разряда ниже 2 В и заряда выше 3,75 или 3,39 В, а у некоторых моделей – выше 3,9 В.
Правила зарядки литий-железо-фосфатных аккумуляторов
Чтобы полноценно использовать возможности АКБ, нужно знать и соблюдать требования к ее эксплуатации и зарядке. Батареи типа LiFePO4 не нужно полностью разряжать перед дальнейшей зарядкой, поэтому восполнять их заряд рекомендуется после каждого применения. Рассмотрим, как правильно заряжать LiFePo4 батареи.
Для сохранения их эксплуатационного ресурса важно:
Каким напряжением и током лучше заряжать LiFePO4
Чтобы зарядить литий-железо-фосфатную аккумуляторную батарею, нужно подсоединить к ней подходящее зарядное устройство и подключить его к электросети 220 В. Индикатор на заряднике загорится красным светом. Когда батарея восполнит свой заряд (через 2–6 часов, в зависимости от модели), индикатор сменит цвет на зеленый. Для балансировки аккумуляторов после основного процесса зарядки желательно оставить батарею подсоединенной к заряднику еще на 5–8 часов. В конце зарядное устройство отключается от электросети, а затем – и от АКБ. Балансировку на новой АКБ лучше проводить не чаще чем раз в 1-2 месяца.
Литий-железо-фосфатные батареи заряжаются в 2 этапа – вначале стабилизированным током до требуемого напряжения, а затем при стабильном напряжении до наименьшего значения тока зарядки, по алгоритму CC/CV. В вопросе, каким напряжением лучше заряжать LiFePO4, оптимальным напряжением заряда для каждого аккумулятора в батарее является 3,6–3,65 В.
Желательно применять умные заурядные устройства или контроллеры. Они заряжают системы напряжением 12 В до 14,6 В, а спустя 10–20 минут понижают напряжение до 13,6–13,8 В, т.е. до 3,4–3,45 В на каждый отдельный аккумулятор. Чтобы защитить их от избыточного напряжения, нужно использовать плату защиты БМС или поставить платы-балансиры.
О том, можно ли восстановить емкость Li-Ion аккумулятора, и какие способы опасны при выполнении данной задачи, читайте здесь.
Как заряжать LiFePO4 аккумуляторы?
Литий железо фосфатный аккумулятор (LiFePO4) – это фактически тот же популярный Li-ion, которым комплектуются современные мобильные устройства. Основное его отличие от более распространенного аналога, созданного по схожей технологии, состоит в способности выдерживать гораздо большее количество циклов разрядки/зарядки, что немаловажно в случае установки такой батареи на электротранспорт.
Достоинства литий-железофосфатных аккумуляторов
Многие пользователи задаются вопросом, как зарядить LiFePO4 аккумуляторы, чтобы продлить их эксплуатацию. Существует несколько правил, о которых вы узнаете из материалов этой статьи. Для начала скажем, что литий-железо-фосфатный аккумулятор хоть и считается несколько капризным, все же обладает рядом неоспоримых достоинств перед теми же Ni MH образцами, и в первую очередь это:
Разумеется, чтобы такая АКБ смогла продемонстрировать свои лучшие качества, ей необходимо обеспечить грамотное использование, причем корректная зарядка LiFePO4 является едва ли не основным залогом успеха.
Как правильно зарядить литий-железо-фосфатный аккумулятор
Как говорилось ранее, литий-железо-фосфатный аккумулятор не должен разряжаться полностью, поэтому первая зарядка ячейки LiFePO4 осуществляется по мере необходимости в обычном режиме.
Заряд LiFePo4 батарей протекает в два этапа – вначале стабилизированным током до положенного напряжения, а затем при неизменном напряжении до минимального тока зарядки. Нельзя хранить такие аккумуляторы в разряженном состоянии, ведь падение напряжения в одной ячейке неизбежно приведет к снижению емкости АКБ в целом. Оптимальным значением номинального напряжения для литий-железофосфатных батарей является 3,2 Вольта на каждую ячейку.
При полном цикле разрядки/зарядки ресурс службы накопителя снижается, поэтому лучше не высаживать его полностью, а подзаряжать максимум в течение суток после использования, если нет возможности выполнить данную процедуру ранее.
Перед зарядкой батарею выдерживают несколько часов в помещении после эксплуатации при отрицательных температурах. Процесс зарядки LiFePo4 аккумуляторов выглядит так:
Простые советы о том, каким током заряжать LiFePO4 и в какой последовательности выполнять данный процесс уберегут накопитель от поломок и продлят срок его службы, что, в свою очередь, избавит пользователей от дополнительных финансовых расходов.
Как зарядить LiFePO4 аккумулятор
Литий-железо-фосфатные аккумуляторы имеют отличные рабочие характеристики и ресурс более 2000 циклов. Но для их стабильной и долговечной работы важно соблюдать правила эксплуатации, в т. ч. необходимо правильно заряжать LiFePO4 аккумуляторы. Для этого применяются специальные зарядные устройства, использующие алгоритм CC/CV – постоянный ток/постоянное напряжение.
На 1 этапе зарядка происходит при постоянном токе, и наблюдается рост напряжения. Когда его значение достигает установленного максимума – 3,6 или 3,65 В на ячейку, напряжение остается неизменным, а ток заряда – снижается до минимума. На этом этапе происходит окончательный набор емкости – оставшиеся 5–10% заряда. Такой принцип подзарядки обеспечивает полноценное восполнение запаса емкости без риска перезаряда элементов.
Когда, как и чем заряжать LiFePO4 аккумуляторы
1.Когда? Перед подзарядкой элементы питания LFP типа не приходится полностью разряжать. Они не имеют выраженного эффекта памяти, поэтому допускают частичное восполнение заряда и подзарядку при любом уровне разряда – хоть 50%, хоть 20%. Поэтому рекомендуется заряжать АКБ после каждого использования, если остаточный уровень заряда ниже 50%. Но это необязательно. Главное – не допускать глубокого разряда аккумов и их хранения в таком состоянии. При критически низком уровне остаточного заряда нужно сразу же поставить АКБ на подзарядку. Перед отправкой на хранение достаточно зарядить LiFePO4 ячейки наполовину. Это поможет уменьшить естественное снижение емкости АКБ в процессе ее хранения.
2.Как? При температуре выше 0 и до +40 °С, зарядными токами до 10С. Это допустимый максимум в вопросе, каким током заряжать LiFePO4 аккумуляторы. Но если быстрая зарядка не требуется, лучше использовать меньшие зарядные токи – от 1С до 5С. Для защиты элементов питания от перезаряда и перегрева обязательно используется BMS система управления. В дополнение к ней функции защиты может выполнять датчик в зарядном устройстве. Чтобы избежать перегрева, нельзя накрывать аккумуляторную батарею или ЗУ в процессе зарядки.
3.Чем? Лучше всего – «умными» зарядными устройствами. Обязательно – подходящими для LiFePO4 аккумуляторов, с граничным напряжением 3,65 В на элемент. Перед тем как заряжать литий-железо-фосфатные аккумуляторы, такие приборы короткими импульсами напряжения определяют их текущее состояние и инициируют старт процесса подзарядки с нужной стадии.
Последовательность зарядки
Заряжать Li-ion аккумуляторы в целом и LiFePO4 в частности нужно при комнатной температуре. Подзарядка при минусовых температурах недопустима. После пребывания на морозе АКБ нужно выдержать в помещении минимум час, чтобы она прогрелась. Севшую батарею нельзя надолго оставлять незаряженной. Иначе в ней начнут происходить необратимые процессы, которые приведут к падению емкости и сокращению ресурса.
Пошагово процесс зарядки LFP батарей происходит так:
1.Вставьте разъем зарядного устройства в предназначенное для него гнездо аккумуляторной батареи.
2.Подключите зарядное устройство к сети 220 В.
3.Периодически наблюдайте за индикатором заряда – вначале будет гореть красная лампочка, а после окончания процесса подзарядки – зеленая.
4.Можете отключить АКБ или оставить ее заряжаться еще на 5–8 часов, чтобы произошла балансировка ячеек. Ее рекомендуется проводить с периодичностью в 2–4 зарядки, но не чаще раза в месяц.
5.Для отключения – выньте вилку зарядного устройства из розетки, а затем отсоедините его разъем от АКБ.
Выводы
Чтобы литий-железо-фосфатные батареи служили долго и исправно, нужно позаботиться об их корректной зарядке. Хотя элементы питания этого типа более устойчивы к жестким условиям эксплуатации, пренебрегать рекомендациями производителей не стоит. Заряжать такие АКБ нужно предназначенными для них зарядными устройствами при комнатной температуре, токами от 1С до 5С (в крайнем случае – до 10С), желательно – до полного уровня.
Неполные заряды для литиевых аккумуляторов не страшны, но по возможности лучше доводить процесс зарядки до конца, чтобы не способствовать падению емкости АКБ. Максимальное напряжение при заряде LiFePO4 аккумуляторов должно составлять 3,6–3,65 В на элемент. Это напряжение соответствует 100% уровню заряда.
Предыдущая статья блога VoltBikes посвящена вопросам утепления аккумуляторной батареи при ее эксплуатации в зимний период, для защиты от переохлаждения и падения емкости на морозе.
Как заряжать литий-железо-фосфатные аккумуляторные батареи
| Если вы недавно приобрели или изучаете литий-железо-фосфатные батареи (в этом блоге они называются литиевыми или LiFePO4), вы знаете, что они обеспечивают большее количество циклов, равномерное распределение мощности и весят меньше, чем сопоставимые герметичный свинцово-кислотный аккумулятор (SLA). Знаете ли вы, что они также могут заряжаться в четыре раза быстрее, чем SLA? Но как именно заряжать литиевую батарею? |
Все, что вам нужно знать о зарядке литий-железо-фосфатных батарей (LiFePO4)
Изменения могут быть пугающими даже при переходе со свинцово-кислотной батареи на литий-железо-фосфатную. Правильная зарядка аккумулятора имеет решающее значение и напрямую влияет на производительность и срок службы аккумулятора. Узнайте, как зарядить аккумулятор BSLBATT LiFePO4, чтобы получить максимальную прибыль.
Независимо от размера вашей системы, литиевая батарея является наиболее экономичной и эффективной батареей. LifePO4 имеет множество преимуществ, включая самую низкую стоимость срока службы и беспрецедентную производительность.
Литий-фосфат железа (LiFePO4) батареи являются более безопасными, чем литий-ионные элементы, и доступны в диапазоне огромных размеров ячеек от 5 до 100 Ач с гораздо более длительным сроком службы, чем обычные батареи:
Цилиндрический LiFePO4 Ячейки являются одними из самых популярных продуктов среди всех серий, у них много замечательных функций:
ценный LifePO4 Особенности
LifePO4 может выполнять цикл до 80-процентной глубины разряда более 5000 раз, что соответствует более чем 13 годам работы. Никакой другой химический состав не может сравниться с продолжительностью жизни литиевой батареи.
Что касается производительности, то литий очень эффективен. Литиевые батареи заряжаются на 30 процентов быстрее, чем свинцово-кислотные.
Во время разрядки LifePO4 поддерживает надлежащее напряжение. Литиевые батареи под нагрузкой могут обеспечивать постоянное напряжение, превышающее номинальное напряжение батареи, которое зависит от конструкции и химического состава литиевого элемента. Большинство литиевых батарей имеют номинальное напряжение 3.6 В на элемент. Чем выше напряжение, тем меньше сила тока, что идеально для электрических компонентов и схем. Более низкая сила тока способствует более холодной работе, продлевая срок службы ваших гаджетов.
LiFePO4 Основные параметры зарядки / разрядки аккумулятора
Кроме того, Литий-железо-фосфатные батареи являются одними из самых долгоживущих батарей из когда-либо разработанных. Данные испытаний в лаборатории показывают до 2000 циклов заряда / разряда. Это связано с чрезвычайно прочной кристаллической структурой фосфата железа, которая не разрушается при многократной упаковке и распаковке ионов лития во время зарядки и разрядки.
Использование LifePO4 Технологии
Многие автономные солнечные приложения используются для телеметрии и удаленного мониторинга различных систем для получения данных. В этих областях LifePO4 становится все более популярным аккумуляторным решением.
Встроенная защита от низкого напряжения и перезаряда в сочетании с длительным сроком службы батареи делают литий самым надежным вариантом.
Технология LifePO4 открывает путь к хранению энергии будущего. Сэкономьте свои деньги и время, выбрав литий для автономных хранилищ.
LiFePO4 аккумулятор имеет гибридные символы: он так же безопасен, как и Свинцово-кислотный аккумулятор и такой же мощный, как литий-ионный аккумулятор. Преимущества литий-ионных (и полимерных) аккумуляторов большого формата, содержащих фосфат лития-железа (LiFePO).4) перечислены ниже:
Условия зарядки
Как и в случае с мобильным телефоном, вы можете заряжать литий-железо-фосфатные батареи в любое время. Если вы дадите им полностью истощиться, вы не сможете использовать их, пока они не зарядятся. В отличие от свинцово-кислотных аккумуляторов, литий-железо-фосфатные аккумуляторы не повреждаются, если оставить их в частично заряженном состоянии, поэтому вам не нужно беспокоиться о том, чтобы зарядить их сразу после использования. У них также нет эффекта памяти, поэтому вам не нужно полностью их сливать перед зарядкой.
Поскольку на LiFePO может подаваться перенапряжение4 Аккумулятор без разложения электролита, его можно заряжать только за один шаг CC, чтобы достичь 95% SoC, или заряжать CC + CV, чтобы получить 100% SoC. Это похоже на безопасный способ принудительной зарядки свинцово-кислотных аккумуляторов. Минимальное общее время зарядки составит около двух часов.
Параллельная зарядка аккумуляторов передовой опыт
При параллельном подключении литиевых батарей лучше заряжать каждую батарею по отдельности, прежде чем выполнять параллельное (ые) соединение (я). Если у вас есть вольтметр, проверьте напряжение через пару часов после завершения зарядки и убедитесь, что они находятся в пределах 50 мВ (0.05 В) друг от друга, прежде чем подключать их параллельно. Это минимизирует вероятность дисбаланса между батареями и максимизирует производительность системы. Если со временем вы заметите, что емкость вашей аккумуляторной батареи уменьшилась, отключите параллельные соединения и зарядите каждую батарею по отдельности, а затем снова подключите.
Основные различия между литий-железо-фосфатными и свинцово-кислотными аккумуляторами, когда дело доходит до зарядки
Литиевые батареи могут заряжаться при гораздо более высоком токе, и они заряжаются более эффективно, чем свинцово-кислотные, что означает, что их можно заряжать быстрее. Литиевые батареи не нужно заряжать, если они частично разряжены. В отличие от свинцово-кислотных аккумуляторов, которые при частичном заряде сульфатируются, что резко снижает производительность и срок службы.
Литиевые батареи BSLBATT поставляются с внутренней системой управления батареями (BMS), которая защищает батарею от перезарядки, тогда как свинцово-кислотные батареи могут быть перезаряжены, что увеличивает скорость коррозии сети и сокращает срок службы батареи.
Подробнее о зарядке Литиевые батареи BSLBATT, ознакомьтесь с нашими инструкциями по зарядке и свяжитесь с нами, если у вас возникнут вопросы.