Punjenje litijske baterije punjačem s olovnom kiselinom: rizici

Kad je riječ opunjenje litijske baterije, sigurnost je glavni prioritet. Mnogi korisnici, tražeći praktičnost ili uštedu, često pitaju: "Mogu li puniti litijsku bateriju punjačem s olovnom{0}}kiselinom?"

Odgovor je definitivan Ne.Iako oba mogu izgledati kao standardni izvori napajanja, algoritmi potrebni za punjenje litijskih baterija bitno su drugačiji od onih koji se koriste za kemiju olovne{0}}kiseline. Korištenje pogrešne opreme ne samo da će skratiti životni vijek baterije, već može izazvati ozbiljne opasnosti od požara.

Kako biste osigurali sigurnost-bez obzira rukujete li standardnim litij-ionskim ili posebnimLiFePO4 baterijapunjenje-ključno je razumjeti ove tehničke nedostatke. Ovaj će vodič istražiti zaštopunjači s olovnom{0}}kiselinomsu smrtonosne za litijeve baterije i pomažu vam odabrati ispravno rješenje punjenja za vaš sustav.

Možete li puniti litijsku bateriju punjačem s olovnom kiselinom?

Apsolutno se ne preporučuje da to radite-iznimno je opasno!

Iako se u nekim hitnim situacijama može činiti olovni{0}}punjačnapuniti litijsku bateriju, thealgoritmi punjenjaa temeljna tehnička načela ta dva potpuno su različita. Korištenje aolovni{0}}punjač za litijevu bateriju stoga može dovesti do ozbiljnih posljedica.

1. Neusklađenost načina punjenja (algoritam).

• Litijske baterije:Koristite CC/CV (konstantna struja / konstantni napon) profil punjenja. Nakon što baterija dosegne unaprijed postavljeni napon, struja punjenja se brzo smanjuje i zatim prestaje kako bi zaštitila bateriju.
• Olovne{0}}baterije:Punjenje je podijeljeno u više faza. Najopasniji dio je što punjači s olovnom{1}}kiselinom obično uključuju stupanj "plutajućeg punjenja". Olovne-baterije zahtijevaju stalnu malu struju za održavanje napona, ali litijeve baterije ne mogu tolerirati ovo stalno opterećenje, što može dovesti do prenapunjenosti ćelija i oštećenja.

2. Smrtonosni "način desulfacije"

Ovo je najopasniji aspekt. Mnogi moderni punjači s olovnom{1}}kiselinom opremljeni su funkcijom pulsne desulfacije, koja šalje impulse visokog{2}}napona (ponekad čak 15–16V ili više) za obnavljanje olovnih-baterija.

• Ti -impulsi visokog napona mogu trenutno probiti zaštitni krug BMS (Battery Management System) litijske baterije, uzrokujući izgaranje elektroničkih komponenti i ostavljajući bateriju bez ikakvih zaštitnih funkcija.

3. Rizik od toplinskog bježanja (ozbiljna sigurnosna opasnost)

Budući da se olovni{0}}punjač ne isključuje u potpunosti nakon što je litijska baterija potpuno napunjena (budući da čeka da uđe u fazu pomičnog punjenja), baterija ostaje pod visokim naponom dulje vrijeme. To može uzrokovati stvaranje litijevog dendrita unutar baterije, au teškim slučajevima može izazvati toplinski bijeg, što može dovesti do požara ili čak eksplozije.

Sažetak i preporuka:

• Uvijek koristite namjenski punjač:Litijske baterije (kao što su LiFePO₄ ili ternarne litijeve) moraju se puniti punjačem posebno dizajniranim za kemiju litija.
• Provjerite nazivni napon:Čak i kada koristite litijski punjač, ​​provjerite odgovara li napon punjača točno naponu baterije (npr. 12 V, 24 V, 36 V ili 48 V).

savjeti:Na nekim platformama i dalje možete vidjeti određene proizvode s olovnim{0}}kiselim baterijama označene kao "kompatibilan s litijskim baterijama." Međutim, ova tvrdnja nije točna.

Olovne-kiselinske i litijeve baterije bitno se razlikuju u algoritmima punjenja, rasponima napona i strategijama zaštite. Izravno ih miješanje može lakodovesti do neusklađenih parametara punjenja. Takva zlouporaba jedan je od glavnih razloga zašto mnoge litijeve baterije prerano stare ili kvare!

CC/CV u odnosu na više-fazu: Razumijevanje algoritama punjenja

CC/CV je posebno dizajniran za litijeve baterije, dok je više{0}}stupanjsko punjenje namijenjeno za olovne-kisele baterije.

Miješanje to dvoje je poput spajanja računala koje zahtijeva preciznu regulaciju napona na nestabilni-izvor napajanja visokog napona-to je recept za katastrofu.

Algoritam punjenja litijske baterije: CC/CV (konstantna struja/konstantni napon)

Litijske baterije su iznimno osjetljive i zahtijevaju vrlo precizan proces punjenja.

• CC (konstantna struja) stupanj:Kada je stanje napunjenosti baterije nisko, punjač daje fiksnu struju. Tijekom ove faze napon postupno raste-slično brzom punjenju prazne kante vodom.
• CV (konstantni napon) stupanj:Nakon što napon baterije dosegne svoju gornju granicu (na primjer, 4,2 V po ćeliji), punjač prestaje povećavati napon i umjesto toga održava konstantan napon, dok se struja punjenja polako smanjuje. Kada struja padne blizu nule, punjenje potpuno prestaje.
• Ključna točka:Nakon što je litijska baterija potpuno napunjena, mora se isključiti iz daljnjeg punjenja; kontinuirana primjena napona nije dopuštena.

Algoritam punjenja olovne-kisele baterije: više-stupanjsko punjenje

Olovne-baterije s kiselinom relativno su robusne, ali pate od samo-pražnjenja, zbog čega je za održavanje potreban složeniji, više{2}}fazni proces punjenja.

Faza 1: skupno (visoka-struja punjenja)

Slično fazi CC, ova faza puni bateriju do oko 80% kapaciteta.

Faza 2: Apsorpcija

U usporedbi s CV fazom, ova faza postupno nadopunjuje preostali kapacitet.

Faza 3: Plutanje - Izvor opasnosti

Ovo je ključna razlika. Nakon što se olovni{1}}akumulator u potpunosti napuni, punjač se ne isključuje. Umjesto toga, održava niži napon i nastavlja s napajanjem. To je poznato kao plutajuće punjenje, koje se koristi za kompenzaciju prirodnog samo-pražnjenja olovnih-kiselih baterija.

Faza 4: Izjednačavanje (balansiranje / desulfacija) - Fatalni rizik

Neki punjači povremeno primjenjuju visoko{0}}pulsove napona kako bi uklonili nakupljanje sulfata na pločama baterije.

Temeljni sukob: zašto nisu zamjenjivi

Zašto način desulfacije u olovnim punjačima ubija litijeve baterije?

Jednostavno rečeno, "Način desulfacije" naziva se "ubojicom" za litijeve baterije jer emitira visoko-naponske impulse koje litijeve baterije jednostavno ne mogu izdržati.

1. Što je način desulfacije? ("Lijek" za olovne-kisele baterije)

Tijekom vremena, olovne{0}}kisele baterije razvijaju stvrdnute kristale olovnog sulfata na pločama (sulfacija), što smanjuje kapacitet baterije. Kako bi se to riješilo, mnogi punjači s olovnom{2}}kiselinom opremljeni su načinom desulfacije ili popravka.

• Načelo:Punjač emitira visoko{0}}frekventne,-naponske impulse (ponekad s trenutnim naponom koji raste do 16 V, 20 V ili čak i više) u pokušaju da razbije kristale "električnom vibracijom".

2. Zašto je to "otrov" za litijeve baterije?

Struktura i kemija litijevih baterija čine ih iznimno osjetljivima na napon. Način desulfacije može uništiti litijeve baterije na dva načina:

A. Trenutačni kvar BMS-a (sustav upravljanja baterijom)

Unutar svake litijske baterije nalazi se zaštitna ploča (BMS). Elektroničke komponente na BMS-u (kao što su MOSFET-ovi) imaju agranica nazivnog napona.

• Posljedica:Visok{0}}naponski impulsi iz načina desulfacije punjača s olovnom{1}}kiselinom daleko premašuju BMS-ovu toleranciju. To je kao da se žarulja namijenjena za 220 V iznenada izloži naponu od 1000 V-BMS će odmah pregorjeti. Nakon što BMS otkaže, baterija gubi zaštitu od prenapunjenosti i kratkog-spoja, pretvarajući je u opasan, nezaštićeni uređaj.

B. Prisilno oštećenje kemijske strukture stanice

Litijske baterije imaju vrlo stroga ograničenja punjenja (na primjer, pojedinačne ćelije ne smiju prelaziti 4,2 V ili 3,65 V).

• Posljedica:Čak i ako BMS nekim čudom preživi, ​​pulsevi visokog-napona prisiljavaju litijeve ione da udare u anodu nenormalnim brzinama, uzrokujući stvaranjelitijevi dendriti (sitni metalni šiljci). Ovi šiljci mogu probiti separator između anode i katode, što dovodi do unutarnjeg kratkog spoja,što može izazvati samo{0}}zapaljenje ili čak eksploziju.

Mnogi korisnici misle: "Punio sam ga neko vrijeme i baterija nije eksplodirala, tako da bi trebalo biti u redu, zar ne?"

Istina je: šteta je često ireverzibilna i latentna.Način desulfacije možda je već učinio BMS izuzetno nestabilnim ili oštetio unutarnje ćelije. Katastrofa se može dogoditi samo tijekom sljedećeg punjenja ili ako baterija doživi udar.

Opasnost od "plutajućeg punjenja" za životni vijek litijske baterije

Plutajuće punjenjeje standardna operacija za punjače s olovnom{0}}kiselinom, ali za litijeve baterije, djeluje kao kronični otrov, suštinski skraćujući životni vijek baterije.

Što je Float Charging?

Olovne-kisele baterije imaju relativno visok-stopu samopražnjenja. Stoga, nakon što je baterija potpuno napunjena, punjač s olovnom-kiselinom ne prekida napajanje. Umjesto toga, održava amale struje i konstantnog naponakako biste osigurali da baterija ostane na100% potpuna napunjenost.

Zašto litijske baterije ne trebaju plutajuće punjenje?

Litijske baterije imaju vrlo stabilnu kemiju i izuzetno nisku stopu-samopražnjenja. Nakon što su potpuno napunjeni, nije im potrebna nikakva dodatna struja za održavanje kapaciteta.

Načelo litija: Zaustavite punjenje kada se napuni (Cut-off).

Tri ključne štete plutajućeg punjenja litijskih baterija

A. Ubrzana razgradnja elektrolita (kemijska razgradnja)

Litijske baterije su najosjetljivije kada su potpuno napunjene (visoki napon). Plutajuće punjenje prisiljava bateriju da ostane na maksimalnom graničnom naponu dulje vrijeme.

• Posljedica:Ovo dugotrajno okruženje visokog{0}}napona uzrokuje kemijsku razgradnju unutarnjeg elektrolita baterije, stvarajući plin i povećavajući unutarnji otpor.To je razlog zašto mnoge litijeve baterije koje se pogrešno koriste s pogrešnim punjačem razvijaju otekline ("napuhavanje").

B. Rast litijevih dendrita

Pod stalnim stresom plutajućeg punjenja, litijevi ioni mogu se akumulirati na površini anode, tvoreći igličaste-metalne kristale poznate kao "litijevi dendriti."

• Posljedica:Ovi oštri kristali mogu postupno probiti unutarnji separator baterije. Nakon što je separator probijen, dolazi do unutarnjih kratkih spojeva, izazivajući toplinski odlazak i potencijalno uzrokujući oštećenje baterijezapaliti ili eksplodirati.

C. Smanjenje trajanja ciklusa

Životni vijek litijske baterije određen je njezinim ciklusima punjenja. Plutajuće punjenje uzrokuje ponavljanje ciklusa baterije između sitnih pražnjenja i mikro-punjenja.

• Posljedica:Iako je svaki pojedinačni naboj mali,te dugotrajne-manje fluktuacije postupno troše aktivne tvari u stanicama, što dovodi do brzog gubitka kapaciteta. Baterija koja je izvorno ocijenjena za 5 godina može doživjeti značajno smanjenje dometa u roku od 1-2 godine zbog produljenog kontinuiranog punjenja.

Ključne tehničke razlike između punjača za olovne-kiseline i litijskih baterija

Specifične posljedice miješanja različitih punjača baterija

Radi sigurnosti vaše baterije, odmah prijeđite na namjenski LiFePO₄ punjač. [Kliknite za pregled Copowove posvećene serije]

Možete li napuniti lifepo4 bateriju s litijskim punjačem?

Ne preporučuje se to učiniti; treba izbjegavati punjače za miješanje.

IakoLiFePO4 baterijai standardne litijeve baterije pripadaju obitelji litijskih baterija, njihove karakteristike napona značajno se razlikuju.Korištenje pogrešnog punjača može uzrokovati oštećenje baterije ili spriječiti njezino potpuno punjenje.

1. Neusklađeno isključenje napona (najvažniji razlog)

Ovo je izravni uzrok oštećenja baterije:

• Standardne litijeve baterije (ternarne litij-ionske):Puni{0}}napon punjenja po ćeliji obično je 4,2 V.
• LiFePO₄ baterije:Puni{0}}napon punjenja po ćeliji obično je 3,65 V.
• Posljedica:Ako koristite standardni litijski punjač zanapunite LiFePO₄ bateriju, punjač će pokušati podići napon do 4,2 V, uzrokujući ozbiljno prekomjerno punjenje. Dok je LiFePO₄ relativno siguran i nije sklon zapaljenju,prekomjerno punjenje može dovesti do oticanja, brzog gubitka kapaciteta, pa čak i potpunog kvara baterije.

2. Strukturne razlike u 12V baterijama

Za uobičajene pakete baterija od 12 V, unutarnje konfiguracije potpuno su različite:

• 12V LiFePO4:Obično se sastoji od 4 ćelije u seriji (4S), s punim-naponom punjenja od 14,6 V.
• 12V standardni litij (Li-ion):Obično se sastoji od 3 ćelije u seriji (3S), s punim-naponom punjenja od 12,6 V.

Neugodne situacije pri miješanju punjača

• Korištenje punjača od 12,6 V na bateriji od 14,6 V: Baterija se nikada neće u potpunosti napuniti, obično dostižući samo oko 20%–30% svog kapaciteta.
• Korištenje punjača od 14,6 V na bateriji od 12,6 V:Baterija će biti ozbiljno prenaponska, a ako BMS (Battery Management System) zakaže, postoji vrlo velika opasnost od požara.

3. Opterećenje BMS-a (sustav upravljanja baterijom)

Iako visoko{0}}kvalitetne baterije imaju BMS koji može prisilno prekinuti prenaponsko punjenje,BMS služi kao zadnja sigurnosna linija i ne bi se trebao koristiti kao kontroler dnevnog punjenja.

• Dugoročno prisiljavanje punjača da se "bori" s naponom prekida BMS-a ubrzava starenje komponenti zaštitne ploče.
• Jednom kada BMS zakaže i punjač nema točan napon prekida, posljedice mogu biti katastrofalne.

povezani članak:

Objašnjenje BMS vremena odziva: brže nije uvijek bolje

Što je LiFePO4 sustav upravljanja baterijom?

Sveobuhvatni vodič za specifikacije punjenja LiFePO4 u odnosu na-kiselinu

Sažetak: Kako odabrati ispravan lifepo4 punjač baterija?

Kako bi se osigurala sigurnostPunjenje LiFePO4 baterija, odabir punjača nije samo o tome može li puniti bateriju-već ojesu li njegove specifikacije točne i kompatibilne.

1. Osigurajte da je Algoritam punjenja CC/CV

LiFePO₄ baterijezahtijevaju logiku punjenja konstantnom strujom/konstantnim naponom (CC/CV).

• Zahtjev:Punjač mora moći u potpunosti prekinuti izlaz nakon što se dosegne napon prekida ili ući u način vrlo minimalnog održavanja. Nikada ne smije uključivati ​​visoko{1}}naponske impulse "desulfacije" ili kontinuirane stupnjeve "plutajućeg punjenja" poput punjača s olovnom{2}}kiselinom.

2. Provjerite točan izlazni napon

• 12V baterija (4S): izlazni napon punjača mora biti 14,6V
• 24V baterija (8S): izlazni napon punjača mora biti 29,2V
• 36V baterija (12S): izlazni napon punjača mora biti 43,8V
• 48V baterija (16S): izlazni napon punjača mora biti 58,4V

Bilješka:Čak i razlika od 0,1 V dugoročno može utjecatitrajanje baterije lifepo4, tako da napon mora biti precizno usklađen.

3. Odaberite odgovarajuću struju punjenja (amperaža)

Brzina punjenja ovisi o struji.Preporuča se pridržavati se smjernica od 0,2C do 0,5C.

• Izračun:Za bateriju kapaciteta 100Ah preporučena struja punjenja je 20A (0,2C) do 50A (0,5C).
• Savjet:Previsoka struja može uzrokovati prekomjerno zagrijavanje i skratiti vijek trajanja baterije, dok će preniska struja rezultirati predugim vremenima punjenja.

💡 3 savjeta za "-izbjegavanje zamki" pri kupnji punjača za baterije Lifepo4

• Provjerite oznaku:Dajte prednost proizvodima koji su jasno označeni kao "LiFePO₄ punjač" na kućištu. Izbjegavajte generičke oznake "Litijski punjač".
• Provjerite utikač i polaritet:Provjerite odgovara li konektor punjača (npr. Anderson utikač, zrakoplovni konektor, aligatorska kopča) vašoj bateriji i nikada ne mijenjajte pozitivne i negativne terminale.
• Provjerite ventilator i hlađenje:Za punjač-jake snage odaberite model s aluminijskim-kućištem s aktivnim ventilatorom za stabilniji i sigurniji rad.

Najbolji izbor uvijek je originalni punjač koji isporučuje proizvođač baterije. Copow LiFePO₄ baterije dolaze s punjačima posebno dizajniranim za njih.